UA68544A - Solid-cast polymer casing of an insulator - Google Patents

Solid-cast polymer casing of an insulator Download PDF

Info

Publication number
UA68544A
UA68544A UA2003076587A UA2003076587A UA68544A UA 68544 A UA68544 A UA 68544A UA 2003076587 A UA2003076587 A UA 2003076587A UA 2003076587 A UA2003076587 A UA 2003076587A UA 68544 A UA68544 A UA 68544A
Authority
UA
Ukraine
Prior art keywords
insulator
rib
shell
ribs
polymer
Prior art date
Application number
UA2003076587A
Other languages
Ukrainian (uk)
Other versions
UA68544C2 (en
Inventor
Igor Oleksandrovych Adeikin
Oleksii Oleksandrovych Adeikin
Oleksandr Viktorovych Golubiev
Ivan Stanislavovych Gurenko
Valerii Volodymyrovyc Kliavlin
Original Assignee
Igor Oleksandrovych Adeikin
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 Igor Oleksandrovych Adeikin filed Critical Igor Oleksandrovych Adeikin
Priority to UA2003076587A priority Critical patent/UA68544C2/en
Publication of UA68544A publication Critical patent/UA68544A/en
Publication of UA68544C2 publication Critical patent/UA68544C2/en

Links

Landscapes

  • Insulators (AREA)
  • Insulating Bodies (AREA)
  • Casting Or Compression Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)

Abstract

The proposed solid-cast polymer casing of an insulator is designed as a cylindrical workpiece with annular ribs and a cone-shaped recess at the lower part.

Description

Опис винаходуDescription of the invention

Винахід відноситься до області електротехніки, зокрема, до полімерних ізоляторів, і може бути 2 використаний при виготовленні конструкцій високовольтних апаратів зовнішнього виконання.The invention relates to the field of electrical engineering, in particular, to polymer insulators, and can be used in the manufacture of structures of high-voltage external devices.

Відомий ізолюючий елемент полімерного ізолятора, який містить електроізоляційний склопластиковий стержень, сполучений з полімерним ізолятором за допомогою зв'язуючої речовини, а також металеві наконечники. При цьому шуканий ізолюючий елемент виконаний у вигляді суцільнолитої оболонки, а саме у вигляді корпусу і кільцевих ребер, що мають конусоподібне поглиблення в нижній частині. Кут нахилу 70 утворюючої конусоподібного поглиблення до площини його основи о, в градусах, і радіус закруглення в місці примикання поверхні поглиблення до корпусу ізолюючого елемента К, в міліметрах, вибраний з наступного співвідношення: 0 /К 0 -2,5 -- 4,0. При цьому ізолюючий елемент виготовлений з силіконової гуми швидкої/адитивної вулканізації (11.The insulating element of the polymer insulator is known, which contains an electrically insulating fiberglass rod connected to the polymer insulator by means of a binder, as well as metal tips. At the same time, the sought-after insulating element is made in the form of a solid shell, namely in the form of a body and annular ribs, which have a cone-shaped recess in the lower part. The angle of inclination 70 forming the cone-shaped recess to the plane of its base o, in degrees, and the radius of rounding at the point where the surface of the recess adjoins the body of the insulating element K, in millimeters, is selected from the following ratio: 0 /K 0 -2.5 -- 4.0 . At the same time, the insulating element is made of silicone rubber of rapid/additive vulcanization (11.

Недоліком відомої конструкції ізолюючого елемента, виконаного у вигляді суцільнолитої полімерної 15 оболонки, є відсутність ефективних співвідношень геометричних розмірів її складових елементів, що не дозволяє досягнути високої надійності роботи ізолятора в жорстких умовах експлуатації.The disadvantage of the known design of the insulating element, made in the form of a solid polymer 15 shell, is the lack of effective ratios of the geometric dimensions of its component elements, which does not allow achieving high reliability of the insulator in harsh operating conditions.

Як прототип вибрана суцільнолита полімерна оболонка з кільцевими ребрами, що входить до складу полімерного ізолятора (21.As a prototype, a one-piece polymer shell with annular ribs, which is part of the polymer insulator (21.

Недоліком пристрою прототипу є відсутність ефективних співвідношень геометричних розмірів її складових 20 елементів, що не дозволяє досягнути підвищення експлуатаційної надійності полімерного ізолятора, зниження енергоємності, трудомісткості і підвищення технологічності його виготовлення, а також підвищення електричної і механічної міцності прикордонного шара між електроізоляційним стержнем і ізолюючим елементом.The disadvantage of the prototype device is the lack of effective ratios of the geometric dimensions of its constituent 20 elements, which does not allow to achieve an increase in the operational reliability of the polymer insulator, a decrease in energy consumption, labor intensity and an increase in the manufacturability of its manufacture, as well as an increase in the electrical and mechanical strength of the boundary layer between the electrical insulating rod and the insulating element.

В основу винаходу поставлена задача підвищення експлуатаційної надійності полімерного ізолятора, зниження енергоємності, трудомісткості і підвищення технологічності його виготовлення, а також підвищення 29 електричної і механічної міцності прикордонного шара між електроізоляційним стержнем і ізолюючим елементом « шляхом удосконалення конструкції і встановлення ефективних співвідношень геометричних розмірів складових елементів суцільнолитої полімерної оболонки ізолятора.The basis of the invention is the task of increasing the operational reliability of the polymer insulator, reducing the energy consumption, labor intensity and increasing the manufacturability of its manufacture, as well as increasing the electrical and mechanical strength of the boundary layer between the electrical insulating rod and the insulating element "by improving the design and establishing effective ratios of the geometric dimensions of the components of the solid-cast polymer shell of the insulator.

Вказана мета досягається тим, що в суцільнолитій полімерній оболонці ізолятора, виконаній у вигляді циліндричного корпусу з кільцевими ребрами, що мають конусоподібне поглиблення в нижній частині, діаметр т 30 ребра циліндричної оболонки ізолятора лежить в межах від 80 до 160 мм, крок між суміжними ребрами лежитьв «Ж межах від 20 до 60 мм, ширина кільцевого ребра у його основи лежить в межах від 5 до 21 мм, а відношення довжини шляху витоку елемента до кроку між суміжними ребрами лежить в межах від 2,35 до 3,5. щоThis goal is achieved by the fact that in the one-piece polymer shell of the insulator, made in the form of a cylindrical body with annular ribs having a cone-shaped recess in the lower part, the diameter t 30 of the ribs of the cylindrical insulator shell lies in the range from 80 to 160 mm, the pitch between adjacent ribs lies It ranges from 20 to 60 mm, the width of the annular rib at its base is from 5 to 21 mm, and the ratio of the length of the element's leakage path to the step between adjacent ribs is from 2.35 to 3.5. what

Перераховані ознаки прибудую складають сутність винаходу. ее)The listed features of the appendix make up the essence of the invention. ee)

Наявність причинно-наслідного зв'язку між сукупністю істотних ознак винаходу і технічним результатом, щоThe presence of a causal relationship between the set of essential features of the invention and the technical result, which

Зо досягається, полягає в наступному. ї-оіWhat is achieved is as follows. uh-oh

Особливості експлуатації ізоляторів в контактних мережах і лініях електропередачі висувають підвищені вимоги до їх надійності. Виходячи з багаторічного досвіду експлуатації, сьогодні можна затверджувати, що полімерні ізолятори найбільш відповідають цим вимогам. «Features of operation of insulators in contact networks and power transmission lines put forward increased requirements for their reliability. Based on many years of operational experience, today it can be affirmed that polymer insulators best meet these requirements. "

Зараз застосування полімерних ізолюючих конструкцій є якісно новим напрямом в розвитку високовольтного З ізоляторобудування. Полімерні конструкції мають високу стійкість до поверхневих електричних розрядів, с сонячної радіації, пилу, забруднень, змін температури, ударів, експлуатаційних електричних і механічних "з впливів.Currently, the use of polymer insulating structures is a qualitatively new direction in the development of high-voltage insulator construction. Polymer structures are highly resistant to surface electric discharges, solar radiation, dust, pollution, temperature changes, shocks, operational electrical and mechanical influences.

Крім того, полімерні ізолятори володіють високою гідрофобністю і низькою забрудненістю ізоляційних поверхонь, не потребують омивання, чищення, дефектування, профілактичних робіт.In addition, polymer insulators have high hydrophobicity and low contamination of insulating surfaces, do not require washing, cleaning, defecting, preventive work.

Вказані властивості полімерних ізолюючих конструкцій забезпечують їх високу надійність і довговічність,The specified properties of polymer insulating structures ensure their high reliability and durability,

Ф і, отже, зниження витрат при їх монтажі, транспортуванні і експлуатації, а також підвищення надійності (о) електропостачання об'єктів.Ф and, therefore, a reduction in costs during their installation, transportation and operation, as well as an increase in the reliability (o) of power supply to objects.

Новизна заявляємої конструкції при виготовленні ізоляторів полягає у використанні ізоляторів з о суцільнолитої захисної оболонки, яка не має стиків між окремими ребрами. т» 50 Виконання ізолюючого елемента у вигляді суцільнолитої оболонки дозволяє підвищити експлуатаційну надійність полімерного ізолятора, а також підвищити електричну і механічну міцність прикордонного шара міжThe novelty of the proposed design in the manufacture of insulators consists in the use of insulators with a one-piece protective shell, which does not have joints between individual ribs. t» 50 The execution of the insulating element in the form of a solid shell allows to increase the operational reliability of the polymer insulator, as well as to increase the electrical and mechanical strength of the boundary layer between

Т» електроізоляційним стержнем і ізолюючим елементом, виключити розгерметизацію ізолятора між кільцевими ребрами за рахунок виключення роз'ємів, знизити енергоємність, трудомісткість і підвищити технологічність його виготовлення за рахунок виключення операцій монтажу. 99 У свою чергу, ефективні співвідношення геометричних параметрів ребер і оболонки дозволяють досягнути в. оптимальних експлуатаційних і технологічних характеристик полімерних ізоляторів.T" with an electrically insulating rod and an insulating element, to eliminate depressurization of the insulator between the annular ribs by eliminating connectors, to reduce energy consumption, labor intensity, and to increase the manufacturability of its manufacture by eliminating installation operations. 99 In turn, the effective ratios of the geometric parameters of the ribs and the shell make it possible to achieve optimal operational and technological characteristics of polymer insulators.

До основних експлуатаційних характеристик полімерних ізоляторів відносять: Е врр -- напруженість електричного поля, при якій відбувається розряд по поверхні ізолятора в забрудненому і зволоженому стані (кВ/см); т -- трекінго-ерозійна стійкість. Це час від початку експлуатації до моменту утворення провідної 60 доріжки (трека), до якої ввели вуглець, або ерозії поверхні оболонки на критичну глибину.The main operational characteristics of polymer insulators include: E vrr - electric field strength at which a discharge occurs on the surface of the insulator in a contaminated and moistened state (kV/cm); t -- tracking and erosion resistance. This is the time from the start of operation to the moment of the formation of a conductive track (track), into which carbon was introduced, or the erosion of the shell surface to a critical depth.

Трек і ерозія утворюються при одночасному впливі електричного поля і туману, утвореного розпиленням солоної води заданої електропровідності (години). Грекінго-ерозійна стійкість макетів ізолятора визначалася в камері солоного туману по методиці ГОСТ 28856-90.The track and erosion are formed under the simultaneous influence of an electric field and fog formed by spraying salt water of a given electrical conductivity (hours). Greking-erosion resistance of insulator models was determined in a salt fog chamber according to the GOST 28856-90 method.

До технологічних характеристик полімерних ізоляторів відносять: стійкість (здатність) до витягання 62 оболонки (ребер) з литтєвої прес-форми без відриву ребер і роздирання гуми в місці сполучення ребра і ствола оболонки.The technological characteristics of polymer insulators include: resistance (ability) to pull out 62 shells (ribs) from a casting mold without tearing off the ribs and tearing the rubber at the junction of the rib and the barrel of the shell.

При цьому сукупність параметрів ребра і оболонки повинні бути такою, щоб забезпечити отримання максимально високих вказаних експлуатаційних і технологічних характеристик.At the same time, the set of parameters of the rib and the shell should be such as to ensure obtaining the highest possible operational and technological characteristics.

Було встановлено, що вищезгадані геометричні параметри захисної ребристої оболонки полімерного ізолятора є взаємопов'язаними. Необхідність дотримання вищезгаданих співвідношень зумовлена пружно-міцнісними властивостями матеріалу суцільнолитої оболонки (такими, як умовна міцність, відносне подовження і залишкова деформація).It was established that the aforementioned geometric parameters of the protective ribbed shell of the polymer insulator are interrelated. The need to observe the above-mentioned ratios is due to the elastic-strength properties of the material of the solid shell (such as conditional strength, relative elongation and residual deformation).

Винахід ілюструється графічним матеріалом, де на фіг. 1 показаний загальний вигляд суцільнолитої 7/0 полімерної оболонки ізолятора; на фіг. 2 приведені експериментальні графіки залежності напруженості електричного поля Е врр, при якій відбувається розряд по поверхні ізолятора в забрудненому і зволоженому стані, від співвідношення діаметрів ребра оболонки 0 і стовбура ізолятора 4, тобто О/4, при різних діаметрах стовбура ізолятора а; на фіг. З схематично зображений елемент кільцевого ребра суцільнолитої полімерної оболонки; на фіг. 4 приведена графічна залежність, що показує вплив кута нахилу ребра Ж на трекінго-ерозійну стійкість Т і на коефіцієнт запасу міцності на відрив Кр при витяганні ізолятора з литтєвої форми.The invention is illustrated by graphic material, where fig. 1 shows the general view of the integrally cast 7/0 polymer insulator shell; in fig. 2 shows experimental graphs of the dependence of the electric field strength Е врр, during which a discharge occurs on the surface of the insulator in a contaminated and wet state, on the ratio of the diameters of the edge of the shell 0 and the insulator stem 4, i.e. О/4, at different diameters of the insulator stem a; in fig. C schematically depicts an element of a ring rib of a solid polymer shell; in fig. 4 shows a graphical dependence showing the influence of the angle of inclination of the rib Ж on the tracking-erosion resistance T and on the coefficient of safety margin for separation Kr when pulling the insulator from the casting mold.

Суцільнолита полімерна оболонка ізолятора виконана у вигляді суцільнолитої конструкції 1, що має циліндричний корпус 2 з кільцевими ребрами 3, що мають конусоподібне поглиблення 4 в нижній частині.The one-piece polymer shell of the insulator is made in the form of one-piece structure 1, which has a cylindrical body 2 with annular ribs 3, which have a cone-shaped recess 4 in the lower part.

Діаметр ребра циліндричної оболонки ЮО ізолятора лежить в межах від 80 до 160 мм, крок між суміжними ребрами Н» (або Н.) лежить в межах від 20 до 60 мм, величина ширини кільцевого ребра З у його основи АП лежить в межах від 5 до 21 мм, а відношення довжини шляху витоку елемента (І 5) до кроку між суміжними ребрами Нь, тобто відношення В - І //Нь лежить в межах від 2,35 до 3,5.The diameter of the rib of the cylindrical shell of the ХО insulator ranges from 80 to 160 mm, the step between the adjacent ribs H" (or H.) ranges from 20 to 60 mm, the width of the annular rib Z at its base AP ranges from 5 to 21 mm, and the ratio of the length of the leakage path of the element (I 5) to the step between the adjacent edges of H, i.e. the ratio of B - I //H lies in the range from 2.35 to 3.5.

Кут нахилу Ж кільцевого ребра З ізолятора лежить в межах від 13 до 25", кут розхилу 9 вершини 5 кільцевого ребра ізолятора лежить в межах від б до 7", а кут нахилу бут нижньої поверхні кільцевого ребра З до горизонтальної площини лежить в межах від 6 до 18" (див. фіг. 1). «The angle of inclination Ж of the annular rib C of the insulator lies in the range from 13 to 25", the angle of inclination 9 of the top 5 of the annular rib of the insulator lies in the range from b to 7", and the angle of inclination of the lower surface of the ring rib C to the horizontal plane lies in the range of 6 to 18" (see Fig. 1). "

Радіуси сполучення (г, і гв) кільцевого ребра ізолятора з верхньою 6 і нижньою 7 частинами циліндричної оболонки 2 ізолятора знаходяться в діапазонах відповідно г, - 01 5 З мм і гв- 5 5 6 мм. Товщина стінки А циліндричної оболонки 1 лежить в межах від 5 до 7 мм (див. фіг. 1).The radii of connection (r, and gv) of the annular rib of the insulator with the upper 6 and lower 7 parts of the cylindrical shell 2 of the insulator are in the ranges of r, - 01 5 C mm and gv - 5 5 6 mm, respectively. The thickness of the wall A of the cylindrical shell 1 is between 5 and 7 mm (see Fig. 1).

Виготовляють полімерний ізолятор на базі захисної ребристої оболонки таким чином. -A polymer insulator based on a protective ribbed shell is made in this way. -

Зв'язуючу речовину наносять на поверхню електроізоляційного склопластикового стержня (на фіг. 1-4 не «г показаний) по всій його довжині, далі електроізоляційний стержень розміщують в литтєвій пресі-формі, внутрішня поверхня якої визначає ребристу конфігурацію зовнішньої поверхні оболонки. оThe binder is applied to the surface of the electrically insulating fiberglass rod (not shown in Fig. 1-4) along its entire length, then the electrically insulating rod is placed in a casting mold, the inner surface of which determines the ribbed configuration of the outer surface of the shell. at

Для утворення ізолюючого елемента в прес-форму подають під тиском еластомер, і обробляють його при со певній температурно-часовій залежності і тиску. Як еластомер, як правило, використовують силіконову гуму 3о адитивної вулканізації, що містить одночасно вініл" їі водневміщуючі силоксани, що зшиваються під впливом ре) платинового каталізатора.To form an insulating element, an elastomer is fed into the mold under pressure, and it is processed with a certain temperature-time dependence and pressure. As an elastomer, as a rule, silicone rubber of additive vulcanization is used, containing both vinyl and hydrogen-containing siloxanes, which are cross-linked under the influence of a platinum catalyst.

Як було встановлено, вказані вище геометричні параметри ребра циліндричної оболонки ізолятора впливають на її експлуатаційні і технологічні характеристики. «As it was established, the above-mentioned geometric parameters of the edge of the cylindrical shell of the insulator affect its operational and technological characteristics. "

Зазначимо, що ефективні значення кута нахилу ребра ж знаходили за умови одночасного забезпечення високих значень трекінго-ерозійної стійкості (Т) і запасу механічної міцності ребра на роздирання і відрив. З с Залежність ГТ - (5) визначали експериментальне. Коефіцієнт Ку, запасу міцності на відрив при витяганні » ізолятора з литтєвої прес-форми (Кр - Н/Рр, де Н -- міцність при розриві, Гр - сила роздирання) визначали розрахунковим шляхом.It should be noted that the effective values of the angle of inclination of the rib were found under the condition of simultaneous provision of high values of tracking-erosion resistance (T) and margin of mechanical strength of the rib against tearing and separation. Dependence of HT - (5) was determined experimentally. The Ku factor, the margin of strength for separation when pulling » the insulator from the casting mold (Кр - Н/Пр, where Н is the breaking strength, Гр is the tearing force) was determined by calculation.

Експериментальним шляхом визначалося також ефективне (оптимальне) значення співвідношення між довжиною шляху витоку ребра (І 3) і міжреберною відстанню, або висотою ізоляційного елемента (Не).The effective (optimal) value of the ratio between the length of the rib leakage path (I 3) and the interrib distance, or the height of the insulating element (Не), was also determined experimentally.

Ме. На фіг. 2 приведені експериментальні графіки залежності напруженості електричного поля Е врн, при якійMe. In fig. 2 shows experimental graphs of the dependence of the electric field strength E vrn, at which

Го! відбувається розряд по поверхні ізолятора в забрудненому і зволоженому стані, від співвідношення 0/4 при різних діаметрах ствола ізолятора: а -12 мм (1); а - 20 мм (2) і а - 36 мм (3). о Випробування проводилися при забрудненні ізоляторів каоліном з питомою поверхневою провідністю 5 їх 20 МмкСм. З графіків на фіг. 2 слідує, що ефективний (оптимальний) діаметр ребра О лежить в діапазоні 80 - 160 мм.Go! a discharge occurs on the surface of the insulator in a contaminated and moistened state, from a ratio of 0/4 at different diameters of the insulator barrel: a -12 mm (1); a - 20 mm (2) and a - 36 mm (3). o The tests were carried out when the insulators were contaminated with kaolin with a specific surface conductivity of 5 and 20 MμS. From the graphs in fig. 2 it follows that the effective (optimal) diameter of the rib O lies in the range of 80 - 160 mm.

Максимум напруженості електричного поля Е врн, при якій відбувається розряд по поверхні ізолятора вThe maximum intensity of the electric field E vrn, at which a discharge occurs on the surface of the insulator v

Т» забрудненому і зволоженому стані, в діапазоні Ю - 80 - 160 мм пояснюється тим, що при Ю « 80 мм ребра недостатньо ефективно захищають ізолятор від суцільного зволоження оболонки при дощі.T" in a contaminated and moistened state, in the range of Ю - 80 - 160 mm is explained by the fact that at Ю " 80 mm, the ribs do not effectively protect the insulator from continuous wetting of the shell during rain.

У той же час при О » 160 мм через зниження необхідної кількості ребер меншає кількість підсушених 29 струмами витоку зон в міжреберному просторі, що призводить до збільшення поверхневої провідності ізолятора і в зниження напруження перекриття (поверхневого пробою).At the same time, at О » 160 mm, due to a decrease in the required number of ribs, the number of leakage zones dried by 29 currents in the space between the ribs decreases, which leads to an increase in the surface conductivity of the insulator and a decrease in the overlap stress (surface breakdown).

Виходячи з цього, було встановлено, що ефективний діаметр ребра О циліндричної оболонки ізолятора лежить в межах від 80 до 160 мм.Based on this, it was established that the effective diameter of the rib О of the cylindrical insulator shell is between 80 and 160 mm.

Визначення оптимального співвідношення довжини шляху витоку ребра | з до міжреберної відстані Нь, 60 тобто відношення В - І 8/Не, проводилося на основі вимірювань напруженості електричного поля, при якій відбувається розряд по поверхні ізолятора в забрудненому і зволоженому стані Е ври - 7 (В) при змінній напрузі Т- 50 Гц і при забрудненні солоним туманом і каоліном.Determination of the optimal ratio of the length of the edge leakage path | from to the inter-rib distance Hn, 60 i.e. the ratio V - I 8/Nh, was carried out on the basis of measurements of the electric field strength, during which a discharge occurs on the surface of the insulator in a contaminated and moistened state E vry - 7 (V) at an alternating voltage T - 50 Hz and when contaminated with salt fog and kaolin.

Ефективний діапазон відношення В - І //Нь визначали на основі даних, приведених у табл. 1, де 1 мкСм вв (мікросіменс) - 1 См'1075 --- питома поверхнева провідність забрудненого і зволоженого ізолятора.The effective range of the B - I //H ratio was determined on the basis of the data given in the table. 1, where 1 μSm of current (microsiemens) - 1 cm'1075 --- the specific surface conductivity of a contaminated and moistened insulator.

МЕввиоВієм забруднення ГMEvvioViem pollution G

Колін з питомою поверхневою провіднстю 17 мем 09 12113525 2,28 2.25/2,09 208 1.84Coil with a specific surface conductivity of 17 mem 09 12113525 2.28 2.25/2.09 208 1.84

З таблиці 1 слідує, що шукане ефективне співвідношення В - | 3/Нь лежить в межах від 2,35 до 3,5. 7/0 Відхилення від цього діапазону призводить до погіршення експлуатаційних і технологічних характеристик оболонок ізоляторів.It follows from Table 1 that the desired effective ratio is В - | 3/Nh lies in the range from 2.35 to 3.5. 7/0 Deviation from this range leads to deterioration of operational and technological characteristics of insulator shells.

Товщина ребра оболонки Ай у його основи, тобто в місці сполучення з циліндричною частиною оболонки, визначалася виходячи з наступних міркувань.The thickness of the edge of the shell Ai at its base, that is, at the point of connection with the cylindrical part of the shell, was determined based on the following considerations.

При витяганні ізолятора з литтєвої форми ребро не повинне відриватися від стовбура оболонки і не повинно 7/5 бути роздирання гуми в точці контакту А основи ребра з циліндричним корпусом оболонки (див. фіг. 3), тобто в місці сполучення кільцевого ребра ізолятора з нижньою частиною циліндричної оболонки.When pulling out the insulator from the casting mold, the rib must not break away from the body of the shell and there must be no tearing of the rubber at the point of contact A of the base of the rib with the cylindrical body of the shell (see Fig. 3), i.e. at the point where the annular rib of the insulator meets the lower part cylindrical shell.

Стійкість силіконового ребра до відриву і роздирання визначалася дослідно-розрахунковим шляхом, тобто отримані розрахункові значення зазнавали згодом перевірки дослідним шляхом. Нижче приводиться послідовність розрахунку. 1) Розраховується сила Е, необхідна для витягання ребра з литтєвої полуформи, на основі наступного співвідношення:The resistance of the silicone rib to separation and tearing was determined experimentally and computationally, that is, the obtained calculated values were subsequently verified experimentally. Below is the calculation sequence. 1) The force E needed to pull the rib out of the casting half-form is calculated based on the following ratio:

Був 8 ІНТО), 2 де "7 -- коефіцієнт пари тертя "гума -- метал"; з урахуванням застосування антиадгезива " -0,1; 85 - внутрішній тиск гуми, що завулканизувалась, у литтєвій формі перед розкриттям, МПа; значення З приймається таким, що дорівнює модулю пружності гуми при стисненні Е р сж, який дорівнює Е рсж - 5МПа - « 5105 н/ме;There was 8 INTO), 2 where "7 is the friction pair coefficient "rubber - metal"; taking into account the use of an anti-adhesive "-0.1; 85 - internal pressure of vulcanized rubber in the mold before opening, MPa; the value of Z is taken as equal to the elastic modulus of rubber under compression E r szh, which is equal to E rszh - 5 MPa - « 5105 n/me;

З - площа нижньої поверхні ребра ізолятора: зв ліра) м?) З 4 ' « 2) Розраховується сила Гуд на одиницю довжини напівкола в місці стику ребра з циліндричною частиною ою оболонки (стволом):Z - the area of the lower surface of the insulator rib: zv lira) m?) Z 4 ' « 2) The Hud force is calculated per unit length of the semicircle at the point of contact of the rib with the cylindrical part of the shell (trunk):

КЕ ,ІНІ (З) сKE ,INI (Z) p

Ед. - пт (Се) де г - а/2-- радіус захисної полімерної оболонки.Ed. - pt (Ce) where r - a/2-- the radius of the protective polymer shell.

З) Розраховується сила відриву ребра від ізолятора Е о при витяганні з форми, а також сила роздирання Ер в кутовій частині з'єднання (точка А, див. фіг. 3):C) Calculate the force of separation of the rib from the insulator E o when pulling it out of the mold, as well as the tearing force Er in the corner part of the connection (point A, see Fig. 3):

Ра - уд сов8, Н/мм (4) « ву - Буд. Віпа, Н/мм (5) - с 4) Розраховується необхідна товщина Ай: хз» м- МО)Ra - ud sov8, N/mm (4) « vu - Bud. Vipa, N/mm (5) - s 4) The required thickness Ai is calculated: хз» m- МО)

І-І де |гр) -- межа міцності гуми при відриві (розтягненні); для гуми НМ1760/65 значення |в» | х 4,5 Н/мм7.I-I where |gr) is the strength limit of rubber at tear (stretching); for rubber НМ1760/65 the value |в»| x 4.5 N/mm7.

Ф Визначаються допоміжні параметри Ії (товщина ребра поблизу поверхні циліндричної частини оболонки) і Г:Ф The auxiliary parameters Ii (thickness of the rib near the surface of the cylindrical part of the shell) and Г are determined:

Ге | 1: АнНовіп І (7) тя сл К- де о - радіус ребра. н-- ї 2Ge | 1: AnNovip I (7) tya sl K- where o is the radius of the rib. n-- th 2

Т» Таким чином, товщина ребра поблизу поверхні циліндричної частини оболонки ї, при збереженні однакової жорсткості ребер із збільшенням їх діаметра ОО, є пропорційною вильоту ребра с і розраховується по емпіричному вираженню: ів -ї) ; (8) де 7 - 0,2-0,25. » 5) Визначається коефіцієнт запасу міцності гуми на роздирання в місці з'єднання ребра зі стовбуром оболонки: кр) 6о Ре де Н - міцність гуми на роздирання, Н/мм.Thus, the thickness of the rib near the surface of the cylindrical part of the shell y, while maintaining the same stiffness of the ribs with an increase in their diameter ОО, is proportional to the departure of the rib s and is calculated using the empirical expression: iv -i) ; (8) where 7 is 0.2-0.25. » 5) The coefficient of the margin of rubber tear strength at the point of connection of the rib with the shell trunk is determined: kr) 6o Re de N - rubber tear strength, N/mm.

У таблиці 2 приведені обчислені і перевірені експериментальне значення Е і Руд для кільцевих ребер суцільнолитої полімерної оболонки ізолятора з ефективними розмірами. ввTable 2 shows the calculated and verified experimental values of E and Rud for the annular ribs of the solid polymer insulator shell with effective dimensions. vv

О,МммМм 8,м2 г Н Руд, Н/мм во Іросазтровав| 2519.O, MmmMm 8, m2 g H Ore, N/mm vo Irosaztrovav| 2519.

Потрібно відмітити, що сила відриву ребра від ізолятора і сила роздирання матеріалу гуми в зоні основи ребра 3, що лежить між позиціями 6 і 7, залежать від кута нахилу нижньої поверхні ребра 5, який, в свою чергу, пов'язаний з кутом 5. Тому вказані співвідношення необхідно знаходити дослідно-експериментальним і /о розрахунковим шляхом.It should be noted that the force of separation of the rib from the insulator and the tearing force of the rubber material in the zone of the base of the rib 3, lying between positions 6 and 7, depend on the angle of inclination of the lower surface of the rib 5, which, in turn, is related to the angle 5. Therefore, the indicated ratios must be found experimentally and/or by calculation.

На фіг. 4 приведена отримана дослідно-експериментальним і розрахунковим шляхом графічна залежність, що показує вплив кута нахилу ребра 2 на трекінго-ерозійну стійкість Т і на коефіцієнт запасу міцності на відрив при витяганні ізолятора з литтєвої форми Кр (Кр - Н/Рр, де Н -- міцність при розриві, Н/мм, яка для гуми НМ1760/65 складає Н - 4,5 Н/мм; 1-1;2-- Кр).In fig. 4 shows the graphical dependence obtained by experimental and computational methods, which shows the effect of the angle of inclination of rib 2 on the tracking-erosion resistance T and on the coefficient of safety margin for separation when pulling the insulator from the casting mold Kr (Kr - Н/Пр, where Н -- breaking strength, N/mm, which for rubber НМ1760/65 is H - 4.5 N/mm; 1-1;2-- Kr).

З графіків, показаних на фіг. 4, слідує, що у разі малих кутів нахилу ребер (Ж « 8") трекінго-ерозійна стійкість Т знижується значно нижче за норму (норма - 182 годин). З іншого боку, збільшення кута 2 призводить до зниження запасу міцності на роздирання.From the graphs shown in fig. 4, it follows that in the case of small angles of inclination of the ribs (Ж « 8"), the tracking-erosion resistance T decreases significantly below the norm (norm - 182 hours). On the other hand, an increase in the angle 2 leads to a decrease in the margin of tear strength.

Відомо, що норматив трекінго-ерозійної стійкості згідно ГОСТ 28856-90 становить 182 годин, що, як видно з фіг. 2, відповідає куту нахилу ребра 5 - 13", Відношення міцності гуми на роздирання до сили Ер, що дорівнюєIt is known that the norm of tracking-erosion resistance according to GOST 28856-90 is 182 hours, which, as can be seen from fig. 2, corresponds to the angle of inclination of the rib 5 - 13", The ratio of the tear strength of rubber to the force Er, equal to

М, відповідає куту нахилу ребра ж - 25" (див. фіг. 4).M corresponds to the angle of inclination of the rib, which is 25" (see Fig. 4).

Таким чином, були встановлені наступні діапазони зміни кута нахилу кільцевого ребра ізолятора: «ті - 19",Thus, the following ranges of changes in the angle of inclination of the annular rib of the insulator were established: "those - 19",

Фах У 297. Цим кутам Ж відповідають кути нахилу нижньої поверхні ребра бій - 67 тях З 18".Section U 297. These angles correspond to the angles of inclination of the lower surface of the battle rib - 67 degrees from 18".

Було встановлено, що для підвищення коефіцієнта запасу міцності ребра від зусиль на роздирання (Е р) і відрив (Ро) місця сполучення ребра З з циліндричною частиною оболонки (стволом 2 оболонки 1) необхідно виконувати з такими радіусами: в нижній частині гн-» 2 мм; у верхній частині га 2» 5 ММ. «It was established that in order to increase the margin of safety of the rib against tearing (E p) and tear (Ро) forces, the connection point of the rib З with the cylindrical part of the shell (barrel 2 of the shell 1) must be made with the following radii: in the lower part гн-» 2 mm; in the upper part of ha 2» 5 MM. "

Практика показала, що збільшення радіусів гу - 2 мм і гв - 5 мм є недоцільним, оскільки запас міцності при цих значеннях радіусів є цілком достатнім, а подальше збільшення г, і ге призводить до збільшення витрати гуми.Practice has shown that increasing the radii гу - 2 mm and гв - 5 mm is impractical, since the margin of strength at these values of the radii is quite sufficient, and the further increase of г and ге leads to an increase in rubber consumption.

Таким чином, були встановлені діапазони зміни радіусів сполучення ребра з верхньою (г,) і нижньою (гв) З частинами циліндричної оболонки ізолятора, а саме: гу - 1 3 мм; в - 57 6 мм. «ІThus, the ranges of change of the radii of the connection of the rib with the upper (r,) and lower (gv) parts of the cylindrical shell of the insulator were established, namely: гу - 1 3 mm; in - 57 6 mm. "AND

Експериментальне було підтверджено, що ці розміри дозволяють виключити деформацію ребер при розкритті прес-форми і уникнути можливого відриву кільцеподібного ребра від корпусу ізолюючого елемента й оболонки. (се)It was experimentally confirmed that these dimensions allow to exclude the deformation of the ribs when the mold is opened and to avoid the possible detachment of the ring-shaped rib from the body of the insulating element and the shell. (se)

При перевищенні верхніх значень цих параметрів можливий відрив ребра від корпусу оболонки, а при значеннях, менших за нижні граничні значення, значно збільшується вартість литтєвої форми і істотно гіршає ї-о міцність готової оболонки.If the upper values of these parameters are exceeded, the edge may detach from the shell body, and if the values are lower than the lower limit values, the cost of the casting mold increases significantly and the strength of the finished shell significantly deteriorates.

Товщина оболонки (А вибиралася з умови забезпечення вологозахисту склопластикового електроізоляційного стержня (на фіг. 1-4 не показаний) і ерозійної стійкості оболонки 1, і складала йти - 5 мм; «The thickness of the shell (A was chosen from the condition of ensuring moisture protection of the fiberglass electrical insulating rod (not shown in Fig. 1-4) and the erosion resistance of the shell 1, and was 5 mm; "

Атах 7 7 ММ. З с Так, були визначені значення Дпдіп і Айтах для оболонки, що має діаметр ребра ОО - 100 мм. У цьому » випадку Андіп - 8 ММ; Ай тах - 8,4 ММAtakh 7 7 MM. From c Thus, the values of Dpdip and Aitach were determined for a shell with a rib diameter of OO - 100 mm. In this » case, Andip - 8 MM; Ai tah - 8.4 MM

Для оболонки з діаметром ребра О дід - 80 мм визначили:For a shell with a rib diameter of 80 mm, the following was determined:

АНтіп - Б. Пассову сова Зла сов, 4б'мми мм б бр ср 45 о Для оболонки з діаметром ребра О пах- 160 мм отримали: сл Аптяє с 0 - вЕ0ВЕ 109 СО зд тиме: лММ ср обр 4,5 - Таким чином, розрахунково-експериментальним шляхом було встановлено, що ефективний розмір основиANtip - B. Passovu sova Zla sov, 4b'mmy mm b br sr 45 o For a shell with a rib diameter of О groin- 160 mm we got: sl Aptyaye s 0 - вЕ0ВЕ 109 СО sd tyme: lMM sr abr 4.5 - Thus , it was established by calculation and experiment that the effective size of the foundation

Т» ребра Ап для кутів 2 -13 ї 25" відповідно складає: Андір - 5 ММ; тах - 21 мм.T" of the Ap rib for angles 2-13 and 25", respectively, is: Andir - 5 MM; tah - 21 mm.

Крок між ребрами Нь також визначався розрахунково-експериментальним шляхом. Відповідне розрахункове співвідношення для визначення Не має наступний вигляд: во0б-ф-нав) 5іп пе 7 віпе(В-) С де 8 -- кут нахилу верхньої площини ребра (на фіг. 1-4 не показаний), що дорівнює 85 - 90- 5, град; бо в - кут нахилу нижньої площини ребра (на фіг. 1-4 не показаний), що визначається так: в'- анйщо с. Ітваді (11) п2 де по -- висота внутрішнього конуса ребра, що визначається так: вБо пу сосдв- ТММ зіпе де с-- виліт ребра З (див. фіг. 3).The step between the edges of Н was also determined by calculation and experiment. The corresponding calculation ratio for determining Ne has the following form: во0б-ф-нав) 5ип пе 7 viпе(В-) С where 8 is the angle of inclination of the upper plane of the rib (not shown in Fig. 1-4), which is equal to 85 - 90 - 5, hail; because в - the angle of inclination of the lower plane of the rib (not shown in Fig. 1-4), which is determined as follows: в'- anything else. Itvadi (11) p2 de po -- the height of the inner cone of the rib, which is determined as follows: vBo pu sosdv- TMM zipe de s-- the protrusion of the rib Z (see Fig. 3).

Визначений розрахунково-експериментальним шляхом ефективний діапазон значень Н 5 виявився таким: Нотпіп У 20 мм; Натах - 60 мм.The effective range of H 5 values determined by calculation and experiment turned out to be as follows: Notepipe U 20 mm; Natach - 60 mm.

Суцільнолита полімерна оболонка ізолятора вказаних розмірів, що заявляються, пройшла успішні експериментальні випробування в лабораторіях високих напруг, в т.ч. в ІЕЗ ім. Патона, і зараз готується документація на її промислове використання при номінальних напругах від З5 до 110 кВ (при напругах грозового імпульсу, що витримується, згідно з вимогами стандарту, від 220 до 450 кВ).The one-piece polymer shell of the insulator of the specified sizes, which are declared, has successfully passed experimental tests in high voltage laboratories, including in the EEZ named after Paton, and documentation is currently being prepared for its industrial use at nominal voltages from З5 to 110 kV (at lightning impulse voltages that can withstand, according to the requirements of the standard, from 220 to 450 kV).

Джерела інформації 70 1. Полимерньй изолятор и способ его изготовления. МПК 7 Н 01 В 17/00. Патент Украиньі (ША) Мо 52084А, 2002. 2. Изолятор, ограничитель перенапряжений и способ изготовления полимерной оболочки. МПК 7 Н 01 В 17/50, Н 01 В 19/04, Н 01 С 17/12. Патент РФ (Ки) Мо2203514,2003. рSources of information 70 1. Polymer insulator and method of ego production. IPC 7 H 01 V 17/00. Patent Ukrainyi (SHA) Mo 52084А, 2002. 2. Insulator, overvoltage limiter and method of manufacturing a polymer shell. IPC 7 H 01 B 17/50, H 01 B 19/04, H 01 C 17/12. Patent of the Russian Federation (Ky) Mo2203514, 2003. p

А й 2 г 0 и І иA and 2 g 0 and I and

Я и «шими е: 7 ап й роI and "shimi e: 7 ap and ro

Я Яру 3I'm Yaru 3

Я Ор у КотI'm Or in Kot

І І Е їз ; я І дно нн ра шах даже кут З « друд ше -5 її, Я Є з ІриI I E trip; I And bottom nn ra shah even corner Z « drud she -5 her, I am from Ira

Ше : їйShe: to her

ЯКAS

Зо о шини ом « вини Фо г сю ! ас и ю р го ка о ШИ б; пити»: ; кош? й со 1 с 1 виш е: (Се; криIt is the fault of Fo g syu! as i yu r go ka o SHY b; to drink": ; basket? and so 1 s 1 higher: (Se; cry

КІ ! тWHO! t

ІAND

« шіShi

Фіг. 1 с :» Тен ве 1,8 як тов ти со 10 Я с паші ї» 1 па 5-1 -- 0-01. 0 2 4 в 8Fig. 1 s :" Ten ve 1,8 as tov ti so 10 I s pashi y" 1 pa 5-1 -- 0-01. 0 2 4 in 8

Р Фіг. 2 60 б5 вбК-- Е: їхR Fig. 2 60 b5 vbK-- E: them

ІAND

ІБIB

Акт ю 17 КкAct of 17 Ck

Фіг. ЗFig. WITH

ПО)ON)

Гог те ше -Gog te she -

А він ня «а/-47У ІЙ МІЙ в и ' й ;And he is not "a/-47U IY MY v i ' y ;

Ти 5 «you are 5"

І 1 /и з и ? ч ей і І « ! день б, ; і | ю ій 28 30 40 во Гм кут нахнлу пебра Ф соAnd 1 /y with and ? ch ey and I « ! day b, ; and | y iy 28 30 40 in Gm corner nakhnlu pebra F so

Фіг. 4 щоFig. 4 what

Claims (1)

Формула винаходу « - с Суцільнолита полімерна оболонка ізолятора, яка виконана у вигляді циліндричного корпусу з кільцевими ц ребрами, що мають конусоподібне заглиблення в нижній частині, яка відрізняється тим, що діаметр кільцевого "» ребра циліндричної оболонки ізолятора лежить в межах від 80 до 160 мм, крок між суміжними кільцевими ребрами лежить в межах від 20 до 60 мм, ширина кільцевого ребра у його основи лежить в межах від 5 до 21 мм, а відношення довжини шляху витка елемента до кроку між суміжними кільцевими ребрами лежить в межах від Ге») 2,35 до 3,5. Ме Офіційний бюлетень "Промислоава власність". Книга 1 "Винаходи, корисні моделі, топографії інтегральних с мікросхем", 2004, М 8, 15.08.2004. Державний департамент інтелектуальної власності Міністерства освіти і науки України. їх 50 У р с»The formula of the invention " - c Solid-cast polymer shell of the insulator, which is made in the form of a cylindrical body with annular ribs having a conical recess in the lower part, which is distinguished by the fact that the diameter of the ring "" rib of the cylindrical insulator shell lies in the range from 80 to 160 mm , the step between adjacent ring ribs is in the range from 20 to 60 mm, the width of the ring rib at its base is in the range from 5 to 21 mm, and the ratio of the length of the path of the coil of the element to the step between the adjacent ring ribs is in the range of Ge») 2 .35 to 3.5. Me Official Bulletin "Industrial Property". Book 1 "Inventions, useful models, topographies of integrated microcircuits", 2004, M 8, 15.08.2004. State Department of Intellectual Property of the Ministry of Education and Science of Ukraine. 50 of them In the city of 60 б560 b5
UA2003076587A 2003-07-14 2003-07-14 Unit-cast polymeric casing of an insulator UA68544C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
UA2003076587A UA68544C2 (en) 2003-07-14 2003-07-14 Unit-cast polymeric casing of an insulator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
UA2003076587A UA68544C2 (en) 2003-07-14 2003-07-14 Unit-cast polymeric casing of an insulator

Publications (2)

Publication Number Publication Date
UA68544A true UA68544A (en) 2004-08-16
UA68544C2 UA68544C2 (en) 2005-06-15

Family

ID=34517477

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
UA2003076587A UA68544C2 (en) 2003-07-14 2003-07-14 Unit-cast polymeric casing of an insulator

Country Status (1)

Country Link
UA (1) UA68544C2 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
UA68544C2 (en) 2005-06-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102290173B1 (en) Sealed cable inlet through an external and an internal wall of a containment shell of a nuclear power station
JP5253283B2 (en) Gas insulated switchgear
EP3000119A1 (en) Subsea fuse
US20170069448A1 (en) Gas insulated switchgear
WO2011144253A2 (en) A high voltage direct current cable termination apparatus
EP3034561A1 (en) A method of manufacturing a high-voltage DC cable joint, and a high-voltage DC cable joint.
ES2218664T3 (en) POLYMERIC METEOROLOGICAL HOOD OVERVOLTAGE DOWNLOADERS.
US9831478B2 (en) Battery unit having at least one first battery module and at least one second battery module in a battery housing
US20160126046A1 (en) Subsea fuse assembly
US20150364907A1 (en) Active lightning arrester
KR20170041750A (en) Radiation and heat resistant cables
UA68544A (en) Solid-cast polymer casing of an insulator
JP2021052019A (en) Electricity transmission cable with mass-impregnated paper insulation
US20150288036A1 (en) Electrical Accumulator with Water Sensor
JP6897620B2 (en) Wire harness
UA60949C2 (en) Protective ribbed casing of a polymeric insulator
EP3016123A1 (en) Switch apparatus for high pressure environments and system having the same
RU148836U1 (en) CROSS-RESISTANT CABLE (OPTIONS)
US5011717A (en) Explosion preventing porcelain hollow insulator
UA68546A (en) Method for producing solid-cast polymer casing of an insulator
CN105186430A (en) High voltage cable protection device
CN209763883U (en) Active protection device
JP4960132B2 (en) DC gas insulation equipment
UA68541A (en) Method for producing a polymer stick insulator
RU175047U1 (en) Lightning arrester