Наконечник для полімерного ізолятора

1. Наконечник для полімерного ізолятора, що містить корпус, наприклад, циліндричної форми з зовнішнім діаметром (D) з розміщеним у ньому уздовж осі симетрії корпуса глухим циліндричним отвором діаметром (dст) для розташування склопластикового стрижня, а також вузол кріплення наконечника до опор контактної мережі, наприклад, у вигляді вушка з наскрізним отвором для підвішування наконечника у зборі з ізолятором до опор контактної мережі, який відрізняється тим, що наконечник з боку розміщення глухого циліндричного отвору для розташування склопластикового стрижня виконаний з об'ємним потовщенням у формі тіла обертання, розташованим симетрично відносно поздовжньої осі симетрії корпуса наконечника і виконаним суцільно з ним, при цьому бічна поверхня об'ємного потовщення виконана закругленою. U 2 29569 1 3 29569 склопластикового стержня, а також вузол кріплення наконечника до опор контактної мережі у вигляді провушини з наскрізним отвором для підвішування наконечника у зборі з ізолятором до опор контактної мережі [2]. Недоліком цього наконечника за пристроєм найближчого аналога є відсутність ефективної конструкції наконечника та оптимальних співвідношень геометричних розмірів конструктивних елементів наконечника, що призводить до недостатньої експлуатаційної надійності полімерних ізоляторів. В основу корисної моделі поставлена задача створення ефективної конструкції наконечника за рахунок удосконалення його конструктивних елементів і знаходження оптимальних співвідношень їх геометричних розмірів, що приведе до підвищення експлуатаційної надійності полімерних ізоляторів на їх основі. Вказана задача досягається тим, що в наконечнику для полімерного ізолятора, що містить корпус, наприклад, циліндричної форми з зовнішнім діаметром (D) з розміщеним у ньому уздовж осі симетрії корпуса глухому циліндричному отвору діаметром (dст) для розташування склопластикового стержня, а також вузол кріплення наконечника до опор контактної мережі, наприклад, у вигляді провушини з наскрізним отвором для підвішування наконечника у зборі з ізолятором до опор контактної мережі, новим є те, що, наконечник з боку розміщення глухого циліндричного отвору для розташування склопластикового стержня виконаний з об'ємним потовщенням у формі тіла обертання, розташованим симетрично щодо поздовжньої осі симетрії корпуса наконечника і виконаним суцільно з ним, при цьому бічна поверхня об'ємного потовщення виконана закругленою. Об'ємне потовщення наконечника виконане, наприклад, у формі диска або кільця, товщина якого (Нр) дорівнює подвійному радіусу закруглення (r) зовнішньої бічної поверхні потовщення. Радіус закруглення (r) зовнішньої бічної поверхні об'ємного потовщення знаходиться в межах від 5 до 15мм. Максимальний діаметр (Dp) об'ємного потовщення, що виконане, наприклад, у формі диска або кільця, вибирається у залежності від зовнішнього діаметра (D) корпуса наконечника із наступного співвідношення Dp=k×(D-dст), де D - зовнішній діаметр корпуса наконечника, м, dст - діаметр глухого циліндричного отвору для розташування склопластикового стержня, м, k - коефіцієнт, що знаходиться в межах від 0,8 до 1,2. Об'ємне потовщення наконечника виконане з покриттям шаром діелектрика, наприклад, силіконової гуми. Об'ємне потовщення наконечника виконане з покриттям шаром діелектрика товщиною 3,5-6мм. Перераховані ознаки пристрою складають сутність корисної моделі. 4 Наявність причинно-наслідкового зв'язку між сукупністю істотни х ознак корисної моделі і технічним результатом, що досягається, полягає в наступному. Було встановлено дослідноекспериментальним і розрахунковим шляхом, що відхилення від встановлених ефективних діапазонів співвідношень геометричних розмірів конструктивних елементів корпуса і об'ємного потовщення (або розширення) наконечника призводить до погіршення експлуатаційних характеристик ізоляторів на його основі. Крім того, досліджено, що накладення на потовщення шару діелектрика (силіконової гуми) збільшує шлях стр уму витоку на величину дуги бокового закруглення об'ємного потовщення, покритого шаром діелектрика, наприклад, силіконової гуми. Це дозволяє скоротити ізоляційну висоту ізолятора на довжину дуги у випадку, якщо шаром гуми покритий одне об'ємне потовщення наконечника, а якщо покрити гумою обидва потовщення обох наконечників (у зборі з ізолятором) - то на дві довжини дуги. На Фіг. 3 показане електричне поле наконечника без диску з закругленою бічною поверхню для полімерного ізолятора на напругу 27,5кВ і руйнівну механічну силу 120кН. На Фіг.4, 7 і 10 і на Фіг.5, 8 і 11 показані точки 1, 2, 3 і 4, за допомогою яких установлюється відповідність обчислених значень напруженості електричного поля в точках 1, 2, 3 і 4, та розташування цих точок у просторі наконечника і поблизу нього. Аналізуючи приведені на Фіг.3-11 дані, можна зробити наступні висновки. 1. Здійснення об'ємного потовщення наконечника й закруглення його країв знижує напруженість електричного поля на краях наконечника. Дійсно, порівняння напруженості електричного поля наконечників без потовщення (у формі диска із закругленою зовнішньою бічною поверхнею) (Фіг.3-5) і "поліпшеного" наконечника за заявляємим технічним рішенням (Фіг.6-8) показує для останнього зниження напруженості на краях в 1,6 рази (40:25=1,6). 2. Покриття "поліпшеного" наконечника з об'ємним потовщенням шаром діелектрика (силіконової гуми) (Фіг.9-11) додатково знижує напруженість електричного поля на краях потовщення наконечника у 2,7 рази відносно напруженості електричного поля на краях потовщення без диску із закругленою зовнішньою бічною поверхнею. 3. Поліпшення геометрії наконечника шляхом об'ємного потовщення і покриття його шаром діелектрика (силіконової гуми) приводить до зниження рівня радіоперешкод більше ніж на порядок (див. таблицю) в результаті зниження напруженості електричного поля на краях потовщення наконечника у 2,7 разів. Таблиця Залежність рівня радіоперешкод від типів наконечників 5 29569 Рівень радіоперешкод, Тип наконечника мкВ при при 30кВ 100кВ Наконечник, показаний на Фіг.4 5 104 Наконечник, показаний на Фіг.7 0 5 Наконечник, показаний на Фіг.10 0 2 4. Покриття об'ємного потовщення наконечника шаром гуми подовжує шлях проникнення вологи до склопластикового стержня на межі розподілу «гума-метал», в результаті чого підвищується стійкість ізолятора під час випробувань на проникнення вологи за ГОСТ 28856 [3]. Корисна модель пояснюється графічними матеріалами, де: на Фіг.1 показано наконечник (вид збоку); на Фіг.2 - вид наконечника спереду; на Фіг.3 показане електричне поле наконечника без диску із закругленою бічною поверхню для полімерного ізолятора на напругу 27,5 кВ і руйнівну механічну силу 120кН; на Фіг.4 показаний ескіз наконечника без диску із закругленою бічною поверхню; на Фіг.5 - розподіл напруженості електричного поля уздовж горизонтальної лінії, перетинаючої наконечник без диску із закругленою бічною поверхню, що показаний на Фіг.4; на Фіг.6 - електричне поле наконечника з об'ємним потовщенням у вигляді диска (або кільця) із закругленою бічною поверхню; на Фіг.7 - ескіз наконечника з об'ємним потовщенням у вигляді диска із закругленою бічною поверхню; на Фіг.8 - розподіл напруженості електричного поля уздовж горизонтальної лінії, перетинаючої наконечник з об'ємним потовщенням у вигляді диска (або кільця) із закругленою бічною поверхню, що показаний на Фіг.7; на Фіг.9 - електричне поле наконечника з об'ємним потовщенням у вигляді диска (або кільця) із закругленою бічною поверхню, покритим шаром діелектрика (силіконовою гумою); на Фіг.10 - ескіз наконечника з об'ємним потовщенням у вигляді диска (або кільця) із закругленою бічною поверхню, покритим шаром діелектрика (силіконовою гумою); на Фіг.11 розподіл напруженості електричного поля уздовж горизонтальної лінії, перетинаючої наконечник з об'ємним потовщенням, покритим шаром діелектрика (силіконової гуми), що показаний на Фіг.10; на Фіг.12 наведені фотографії варіантів виконання наконечників з об'ємним потовщенням. Наконечник для полімерного ізолятора містить корпус 1, наприклад, циліндричної форми, з виконаному у ньому уздовж осі симетрії корпуса 1 глухому циліндричному отвору 2 діаметром (dст) для розміщення склопластикового стержня (на Фіг.1-2 не показано), а також вузол кріплення наконечника до опор контактної мережі, наприклад, у вигляді провушини 3 з наскрізним отвором 4 для підвішування наконечника у зборі з 6 ізолятором до опор контактної мережі (на Фіг.1-2 не показано), або у вигляді так званого „пестика", або у вигляді так званого „гнізда”, або у вигляді так званого „патрубка" (див. Фіг.12, де показана форма виконання наконечників за вищезазначеними варіантами вузлів кріплення наконечника до опор контактної мережі, але без відповідних позначень). Наконечник з боку розміщення глухого циліндричного отвору 2 для розташування склопластикового стержня виконаний з об'ємним потовщенням 5 у формі тіла обертання 6, наприклад, у формі диска або кільця, з максимальним діаметром (Dp). При цьому об'ємне потовщення виконане із закругленою зовнішньою бічною поверхнею радіусом (г), що знаходиться в межах від 5 до 15 мм. Максимальний діаметр (Dp) об'ємного потовщення, що виконане, наприклад, у формі диска або кільця, вибирається у залежності від зовнішнього діаметра (D) корпуса наконечника із наступного співвідношення Dp=k×(D-dст), де D - зовнішній діаметр корпуса наконечника, м, dст - діаметр глухого циліндричного отвору для розташування склопластикового стержня, м, k - коефіцієнт, що знаходиться в межах від 0,8 до 1,2, а товщина тіла обертання (Нр), наприклад, диска або кільця, дорівнює 2г. Корпус наконечника 1 і об'ємне потовщення 5 виконані элитно (суцільно). Наконечник для полімерного ізолятора, що заявляється, пройшов успішні експериментальні випробування при використанні в комплекті з ізолятором у випробувальному центрі НДІ високих напруг (м. Слов'янськ Донецької області). Зараз підготовлена документація на промислове виготовлення наконечника для полімерного ізолятора при номінальних напругах 3,3кВ постійного струму, 27,5кВ, 35кВ, 110кВ, 150кВ, 220кВ і 330кВ на руйнівну механічну силу 70кН, 120кН і 160кН. Джерела інформації: 1. Электрический изолятор и способ его изготовления. Заявка №97114051/09. МПК 7Н01В17/14. Опубл. 20.12.1998. 2. Высоковольтный штыревой линейный изолятор. Патент RU №2233493, 2004. МПК7 Н01В17/20. 3. ГОСТ 28856-90. Изоляторы линейные подвесные стержневые полимерные. Общие технические условия. -М., 1990. 7 29569 8 9 29569 10 11 29569 12