Високовольтний ізолятор

Винахід належить до електроенергетики, зокрема, до високовольтної техніки, і може використовува тись при виробництві високовольтних ліній підвісних і стрижневих ізоляторів із загартованого скла і фарфору. Відомий високовольтний підвісний тарільчатий ізолятор, який містить ізолюючу деталь із фарфору або загартованого скла, металічну шапку і стрижень, які з'єднані з ізолюючою деталлю за допомогою зв'язки та еластичних прокладок (Сиротинський Л.И. и др. Техника высоких напряжений. - Вып.II. - М.: ГНТИ, 1939. С.201). Однак, при виникненні робочого навантаження в головці ізолюючої деталі відомого ізолятора виникають напруження розтягу. Вони накладають на залишкові механічні напруження в ізолюючій деталі, наприклад, на напруження загартування в ізоляторі із загартованого скла, і спричиняють розвиток поверхневих трі щин з наступним руйнуванням ізолюючої деталі, що і є основною причиною виходу ізолятора з ладу при експлуатації. В основу винаходу покладене завдання удосконалення високовольтного ізолятора шляхом підвищення міцності його силового вузла, що досягається за рахунок зменшення розтягуючих напружень на опорній поверхні головки ізолюючої деталі ізолятора, які виникають від робочого навантаження і є основною причиною виходу його з ладу. Внаслідок цього підвищується експлуатаційна надійність високовольтного ізолятора. Поставлене завдання вирішується тим, що у високовольтному ізоляторі, що містить ізоляційну деталь із фарфору або загартованого скла, металічну шапку і стрижень, з'єднані з ізоляційною деталлю за допомогою зв'язки та еластичних прокладок, згідно з винаходом, зв'язка між шапкою та ізоляційною деталлю виконана із розширного матеріалу. Наявність зв'язки з розширного матеріалу між шапкою та ізолюючою деталлю викликає появу в процесі розширення зв'язки механічних зусиль, які діють на зовнішню поверхню головки ізолюючої деталі і спричиняють виникнення в ній напружень стиску. Таке технічне рішення дозволяє одержати в запропонованому високовольтному ізоляторі, на відміну від відомого, стискаючі напруження, розподілені по всій висоті головки, включаючи і найбільш навантажену зону - верхню частину її внутрішньої опорної поверхні. Ці напруження протидіють напруженням розтягу, які утворюються в силовому вузлі ізолятора під дією робочого навантаження в процесі експлуатації. А так як механічна міцність крихких матеріалів, в тому числі скла і фарфору, на стиск приблизно на порядок вища, ніж на розтяг, запропонований ізолятор має більшу механічну міцність. Крім того, відсутність напружень на опорних поверхнях ізолюючої деталі попереджує розвиток поверхневих тріщин в склі або фарфорі і тим підвищує експлуатаційну надійність ізоляторів. Еластична прокладка між вершиною головки ізолюючої деталі і шапкою необхідна для виключення необхідності заповнення цієї зони розширним матеріалом зв'язки і виключення цим зусиль, які виникають в цій зоні і діють на шапку вертикально вверх. Поставлене завдання вирішується також тим, що в якості розширного матеріалу в запропонованому високовольтному ізоляторі використовується розширний цемент. Використання розширного цементу в складі зв'язки не змінює технологію складання виробів і дозволяє послідовно в межах однієї технологічної лінії виконувати складання, згідно з винаходом, і розширною (між шапкою та ізоляційною деталлю) і нерозширною (між стрижнем та ізоляційною деталлю) зв'язками. Технічна сутність і принципи дії запропонованого ізолятора пояснюються кресленням (фіг.). Запропонований високовольтний ізолятор складається з ізолюючої деталі 1 із загартованого скла або фарфору, металічної шапки 2, металічного стрижня 3, зв'язки з розширного матеріалу 4, зв'язки з нерозширного матеріалу 5, еластичної прокладки 6, і еластичної прокладки 7. Для складання таких ізоляторів готуються два види зв'язки: з розширного матеріалу - для зв'язки 4 між ізолюючою деталлю 1 і шапкою 2, із нерозширного матеріалу - для зв'язки 5 між стрижнем і ізолюючою деталлю. Перед складанням ізолятора на стрижень наклеюється еластична прокладка 6, а на верхню частин у головки ізолюючої деталі 1 - еластична прокладка 1. Після складання ізолятора і витримки часу, необхідного для розширення матеріалу зв'язки 4, в силовому вузлі ізолятора з'являються механічні зусилля направлені перпендикулярно до зовнішньої поверхні головки ізолюючої деталі 1. Ці зусилля створюють у всій головці ізолюючої деталі 1 напруження стиску, які протидіють напруженням розтягу, в тому числі в найбільш навантаженій зоні - у верхній частині внутрішньої опорної поверхні головки. Це протидіє розвитку поверхневих тріщин в ізолюючій деталі 1, що є в існуючих ізоляторах основною причиною виходу їх з ладу під час експлуатації, чим збільшує експлуатаційну надійність ізоляторів. Високовольтний ізолятор, що патентується, характеризується високою технологічністю, не вимагає для свого виробництва зміни існуючої в промисловості технології складання і може виготовлятись у вигляді підвісних тарільчатих ізоляторів із фарфору або загартованого скла і стрижневих лінійних ізоляторів із загартованого скла. Його використання зменшує втрати на експлуатацію електричних мереж високої напруги за рахунок скорочення витрат на заміну ізоляторів, які вийшли з ладу, а також витрати, пов'язані з недовідпуском електроенергії споживачам при аваріях, що викликані виходом ізоляторів з ладу.