Завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

1. Захисна ребриста оболонка полімерного ізолятора, що складається з суцільнолитого циліндричного корпусу з кільцевими ребрами, які мають конусоподібне поглиблення в нижній частині, яка відрізняється тим, що виконана з наповненої силіконової гуми адитивної або піроксидної вулканізації, що містить активні наповнювачі, з одного або двох кінців корпусу має розтруб дугоподібної форми, розташований симетрично відносно поздовжньої осі корпусу оболонки і опуклістю назовні відносно неї, на торці оболонки виконаний отвір, діаметр якого (Dpторц) перевищує внутрішній діаметр корпусу оболонки (Dквн), товщина стінки розтруба (hpст) складає не менше товщини стінки корпусу оболонки (hкст), a стінка розтруба виконана змінною по довжині розтруба в залежності від його товщини, при цьому місце сполучення зовнішніх поверхонь розтруба і корпусу оболонки виконано спряженим.

2. Захисна ребриста оболонка за п. 1, яка відрізняється тим, що виконана з наповненої силіконової гуми адитивної або піроксидної вулканізації, що містить активні наповнювачі у вигляді пірогенетичного або осадженого аеросилу, модифікованого апретуючими матеріалами, у кількості 40-60 мас.ч. наповнювачів на 100 мас.ч. силіконової гуми.

3. Захисна ребриста оболонка за п. 1, яка відрізняється тим, що з одного або двох кінців корпусу виконана з розтрубом у формі гофра.

4. Захисна ребриста оболонка за п. 1, яка відрізняється тим, що виконана з розтрубом, товщина змінної стінки (hpст) якого дорівнює товщині стінки (hкст) корпусу оболонки.

5. Захисна ребриста оболонка за п. 1, яка відрізняється тим, що виконана з розтрубом, товщина змінної стінки (hpст) якого збільшується по напряму від місця сполучення зовнішніх поверхонь розтруба і корпусу оболонки до торця оболонки.

6. Захисна ребриста оболонка за п. 1, яка відрізняється тим, що висота розтруба оболонки (Нр) вибрана у залежності від товщини стінки (hкст) корпусу оболонки із наступного співвідношення

Нр = (2,8-5).hкст,

де Нр - висота розтруба оболонки, м,

hкст - товщина стінки корпусу оболонки, м.

7. Захисна ребриста оболонка за п. 1, яка відрізняється тим, що виконана з суміжними ребрами однакового діаметра.

8. Захисна ребриста оболонка за п. 1, яка відрізняється тим, що виконана з суміжними ребрами різного діаметра, які чергуються між собою.

Текст

1. Захисна ребриста оболонка полімерного ізолятора, що складається з суцільнолитого циліндричного корпусу з кільцевими ребрами, які мають конусоподібне поглиблення в нижній частині, яка відрізняє ться тим, що виконана з наповненої силіконової гуми адитивної або піроксидної вулканізації, що містить активні наповнювачі, з одного або двох кінців корпусу має розтруб дугоподібної форми, розташований симетрично відносно поздовжньої осі корпусу оболонки і опуклістю назовні відносно неї, на торці оболонки виконаний отвір, діаметр якого (Dpторц ) перевищує вн утрішній діаметр корпусу оболонки (Dк вн), товщина стінки розтруба (hpст) складає не менше товщини стінки корпусу оболонки (hк ст), a стінка розтруба виконана змінн ою по до вжині р оз тр уба в за лежності від йо го то вщин и , при цьому місце спо лучення зовні шн і х по вер хо нь розтр уба і корп усу обо лонки виконано спряженим. C2 2 (11) 1 3 85014 елемент виготовлений з силіконової гуми швидкої/адитивної вулканізації [1]. Недоліком відомої конструкції ізолюючого елемента, виконаного у вигляді суцільнолитої полімерної оболонки, є відсутність ефективних співвідношень геометричних розмірів її складових елементів, що не дозволяє досягнути високої надійності роботи ізолятора в жорстких умовах експлуатації. Як прототип вибрана суцільнолита полімерна оболонка, що входить до складу полімерного ізолятора, з кільцевими ребрами, які мають конусоподібне поглиблення в нижній частині [2]. Недоліком пристрою прототипу є відсутність ефективних співвідношень геометричних розмірів її складових 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 шару між електроізоляційним стержнем і ізолюючим елементом. В основу винаходу поставлена задача підвищення експлуатаційної надійності оболонки і полімерного ізолятора на її основі шляхом удосконалення конструкції і встановлення ефективних співвідношень складу матеріалу оболонки, а також геометричних розмірів її конструктивних елементів. Вказана задача досягається тим, що у захисній ребристій оболонці полімерного ізолятора, що складається з суцільнолитого циліндричного корпусу з кільцевими ребрами, які мають конусоподібне поглиблення в нижній частині, новим є те, що, оболонка виконана з наповненої силіконової гуми адитивної або піроксидної вулканізації, що містить активні наповнювачі, з одного або двох кінців корпусу оболонка виконана з розтрубом дугоподібної форми, розташованим симетрично щодо поздовжньої осі корпусу оболонки і опуклістю назовні щодо неї, на торці оболонки виконаний отвір, діаметр якого (Dpтopц ) перевищує внутрішній діаметр корпусу оболонки (Dк вн), товщина стінки розтруба (hpст) складає не менше товщини стінки корпусу оболонки (hк ст), a стінка розтруба, у загальному випадку, виконана змінної по довжині розтруба товщини, при цьому місце сполучення зовнішніх поверхонь розтруба і корпусу оболонки виконано плавним. Оболонка виконана з наповненої силіконової гуми адитивної або піроксидної вулканізації, що містить активні наповнювачі у вигляді пірогенетичного або осадженого аеросилу, модифікованого апретуючими матеріалами, у кількості 40-60мас.ч. наповнювачів на 100мас.ч. силіконової гуми. З одного або двох кінців корпусу оболонка виконана з розтрубом у формі гофри. Оболонка виконана з розтрубом, товщина стінки (hpст) якого дорівнює товщині стінки (hк ст) корпусу оболонки. Оболонка виконана з розтрубом, товщина стінки (hpст) якого збільшується по напряму від місця сполучення зовнішніх поверхонь розтруба і корпусу оболонки до торця оболонки. 4 Висота розтруба оболонки (Нр) вибирається у залежності від товщині стінки (hк ст) корпусу оболонки із наступного співвідношення Нр=(2,8-5)·h к ст, де Н р - висота розтруба оболонки, м, hк ст - товщина стінки корпусу оболонки, м. Оболонка виконана з суміжними ребрами однакового діаметру. Оболонка виконана з суміжними ребрами різного діаметру, які чередуються між собою. Перераховані ознаки пристрою складають сутність винаходу. Наявність причинно-наслідного зв'язку між сукупністю істотних ознак винаходу і те хнічним результатом, що досягається, полягає в наступному. До технологічних характеристик полімерних ізоляторів відносять: стійкість (здатність) до витягання оболонки (ребер) з литтєвої прес-форми без відриву ребер і роздирання гуми в місці сполучення ребра і ствола оболонки. При цьому сукупність параметрів ребра і оболонки повинна бути такою, щоб забезпечити отримання максимально високих вказаних експлуатаційних і те хнологічних характеристик. Було встановлено, що ви щезгадані геометричні параметри захисної ребристої оболонки полімерного ізолятора (її корпусу і розширеного розтрубу) є взаємопов'язаними. Необхідність дотримання вищезгаданих співвідношень зумовлена пружно-міцнісними властивостями матеріалу суцільнолитої оболонки (такими, як умовна міцність, відносне подовження і залишкова деформація). Так як оболонка у складі полімерного ізолятора використовується спільно з електроізоляційним склопластиковим стержнем, що розміщується всередині оболонки, і з металевими наконечниками, закріпленими на кінцях цього стержня (на Фіг.1-3 не показано), то необхідно враховувати, зокрема, прикордонні ефекти у місцях сполучення оболонки і наконечників, так як форма розтруба (форма виконання його внутрішньої і зовнішньої поверхні) на кінцях корпусу оболонки напряму залежить від геометричних параметрів наконечників (зокрема, форми виконання його зовнішньої поверхні). Для оптимізації геометричних параметрів розтруба на кінці (кінцях) оболонки були проведені як натурні експерименти, так і чисельні дослідження щодо розподілення електричного поля наконечника без диску з закругленою бічною поверхню (Фіг.4), наконечника з розтрубом у вигляді диску з закругленою бічною поверхню (Фіг.7) і наконечника з розтрубом, покритим шаром гуми (Фіг.10), а також розподілу напруженості електричного поля уздовж горизонтальної лінії, перетинаючої вищезазначені варіанти виконання наконечників з циліндричним розтрубом (див. Фіг.6, 9, 12). Ескізи варіантів досліджуваних наконечників показані на Фіг.5, 8, 11. На Фіг.5, 8 і 11 і на Фіг.6, 9 і 12 показані точки 1, 2, 3 і 4, за допомогою яких установлюють відповідність обчислених значень напруженості електричного поля в точках 1, 2, 3 і 4 і розташування цих точок в просторі наконечника і поблизу нього. 5 85014 Аналізуючи приведені на Фіг.4-12 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.4-6) і "поліпшеного" наконечника за заявляємим технічним рішенням (Фіг.7-9) 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.10-12) 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 1) в результаті зниження напруженості електричного поля на краях потовщення наконечника у 2,7 разів. Таблиця 1 Залежність рівня радіоперешкод від форми виконання металевих наконечників Тип наконечника Наконечник, показаний на Фіг.5 Наконечник, показаний на Фіг.8 Наконечник, показаний на Фіг.11 Рівень радіоперешкод, мкВ При 30кВ при 100кВ 5 104 0 5 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 оболонки, а отже і ізолятора на її основі під час випробувань на проникнення вологи за ГОСТ 28856 [3]. Згідно з винаходом (корисною моделлю), в якості неінертних (тобто активних) наповнювачів силіконової гуми використовували пірогенетичний або осаджений аеросил. При цьому величина наповнення гуми вказаними наповнювачами була відносно високою, а саме 40-60мас.ч. активного наповнювача на 100мас.ч. силіконової гуми. Було встановлено, що із збільшенням вмісту наповнення збільшується щільність гумової суміші, знижується її пластичність, умовна міцність, відносне подовження, а також збільшується твердість. У той же час зміна вмісту наповнювачів у вказаних вище межах не приводить до істотної зміни властивостей силіконової гуми. Було встановлено, що введення активних наповнювачів у вказаному вище співвідношенні при 6 скорює процес вулканізації гуми при вказаних параметрах процесу (тиску, температурі). У той же час незначне відхилення від цього діапазону наповнення в ту або іншу сторону призводить до зниження швидкості вулканізації і до збільшення часу формування приблизно в 1,3-1,5 рази. Отримані результати лягли в основу розробленої конструкції і складу компонентів захисної ребристої оболонки полімерного ізолятора. Винахід ілюструється графічним матеріалом, де: на Фіг.1 показаний загальний вигляд ізолятора на основі суцільнолитої захисної ребристої полімерної оболонки із суміжними ребрами однакового діаметра; на Фіг.2 показаний загальний вигляд ізолятора на основі суцільнолитої захисної ребристої полімерної оболонки із суміжними ребрами різного діаметра, що чередуються між собою; на Фіг.3 - фрагмент розтруба корпуса оболонки, показаного на Фіг.1, із умовними позначеннями геометричних розмірів розтруба і циліндричного корпуса оболонки; на Фіг.4 показане електричне поле наконечника без диску з закругленою бічною поверхню для полімерного ізолятора на напругу 27,5кВ і руйнівну механічну силу 120кН; на Фіг.5 - ескіз наконечника без диску із закругленою бічною поверхнею; на Фіг.6 - розподіл напруженості електричного поля уздовж горизонтальної лінії, перетинаючої наконечник без диску з закругленою бічною поверхнею, що показаний на Фіг.5; на Фіг.7 - електричне поле наконечника з об'ємним розширенням у вигляді диска з закругленою бічною поверхнею; на Фіг.8 - ескіз наконечника з об'ємним розширенням у ви гляді диска з закругленою бічною поверхнею; на Фіг.9 - розподіл напруженості електричного поля уздовж горизонтальної лінії, перетинаючої наконечник з об'ємним розширенням у вигляді диска з закругленою бічною поверхнею, що показаний на Фіг.8; на Фіг.10 - електричне поле наконечника з об'ємним розширенням у вигляді диска з закругленою бічною поверхнею, покритим шаром діелектрика (силіконова гума); на Фіг.11 - ескіз наконечника з об'ємним розширенням у вигляді диска з закругленою бічною поверхнею, покритим шаром діелектрика (силіконова гума); на Фіг.12 - розподіл напруженості електричного поля уздовж горизонтальної лінії, перетинаючої наконечник з об'ємним розширенням, покритим шаром діелектрика (силіконова гума), що показаний на Фіг.11; на Фіг.13-14 показані фотографії варіантів виконання захисної ребристої оболонки полімерного ізолятора з розтрубом дугоподібної форми, розташованим з одного або двох кінців корпусу оболонки. На Фіг.3 прийняті наступні позначення: Нр - висота розтруба; Dpтopц - діаметр торцевого отвору розтруба; Dpmax - максимальний діаметр розтруба; Dк н - зовнішній діаметр корпусу оболонки; Dк вн внутрішній діаметр корпусу оболонки; hpст - товщина стінки розтруба, hpст=var; hк ст - товщина стінки корпусу оболонки; R3 - радіус закруглення в місці сполучення зовнішніх поверхонь розтруба і корпусу оболонки. Полімерна оболонка ізолятора 1 виконана з силіконової гуми адитивної або піроксидної вулканізації, що містить активні наповнювачі, наприклад, у вигляді пірогенетичного або осадженого 7 85014 аеросилу, модифікованого апретуючими матеріалами, у кількості 40-60мас.ч. наповнювачів на 100мас.ч. силіконової гуми. Оболонка має форму суцільнолитого циліндричного корпусу 2 з кільцевими ребрами 3, що мають конусоподібне поглиблення 4 в нижній частині. З одного або двох кінців оболонка виконана з розтрубом дугоподібної форми, розташованим симетрично щодо поздовжньої осі корпусу оболонки. На торці розтруба виконане отвір, діаметр якого (Dрторц ) перевищує внутрішній діаметр корпусу оболонки (Dк вн). Товщина стінки розтруба (hpст) складає не менше товщини стінки корпусу оболонки (hк ст), причому стінка розтруба, в загальному випадку, виконана змінною по довжині розтруба товщини, а місце сполучення зовнішніх поверхонь розтруба і корпусу оболонки виконано плавним. Як варіанти виконання конструкції захисної ребристої оболонки полімерного ізолятора можна навести такі: оболонка виконана з суміжними ребрами однакового діаметру (Фіг.1); оболонка виконана з суміжними ребрами різного діаметру, які чередуються між собою (Фіг.2); оболонка виконана з розтрубом, товщина стінки (hpст) якого дорівнює товщині стінки (hк ст) корпусу оболонки; з одного або двох кінців корпусу оболонка виконана з розтрубом у формі гофри; оболонка виконана з розтрубом, товщина стінки (hpст) якого збільшується у напрямі від місця сполучення зовнішніх поверхонь розтруба і корпусу оболонки до торця оболонки, при цьому місце сполучення зовнішніх поверхонь 8 розтруба і корпусу оболонки виконано із закругленням радіусу (R 3). Висота розтруба оболонки (Нр) вибирається у залежності від товщині стінки (hк ст) корпусу оболонки із наступного співвідношення Нр=(2,8-5)·h к ст, де Н р - висота розтруба оболонки, м, hк ст - товщина стінки корпусу оболонки, м. Захисна ребриста оболонка полімерного ізолятора, що заявляється, пройшла успішні експериментальні випробування при використанні сформованих оболонок в комплекті з ізолятором у випробувальному центрі НДІ високих напруг (м.Слов'янськ Донецької області). Зараз підготовлена документація на промислове виготовлення захисної ребристої оболонки полімерного ізолятора і на використання ізолятора на її основі 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. Полімерний ізолятор та спосіб його виготовлення. МПК7 Н01В17/00. Патент України (UA) №52084, 2002. 2. Изолятор, ограничитель перенапряжений и способ изготовления полимерной оболочки. МПК7 Н01В17/50, Н01В19/04, Н01С17/12. Патент РФ (RU) №2203514, 2003. 3. ГОСТ 28856-90. Изоляторы линейные подвесные стержневые полимерные. Общие технические условия. - M., 1990. 9 85014 10 11 Комп’ютерна в ерстка А. Рябко 85014 Підписне 12 Тираж 28 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601

Дивитися

Додаткова інформація

Назва патенту англійською

Protective ribbed sheath of polymeric insulator

Автори англійською

Tarasenko Oleh Leonidovych, Kulmatytskyi Volodymyr Volodymyrovych, Ovodov Andrii Vasyliovych

Назва патенту російською

Защитная ребристая оболочка полимерного изолятора

Автори російською

Тарасенко Олег Леонидович, Кульматицкий Владимир Владимирович, Оводов Андрей Васильевич

МПК / Мітки

МПК: H01B 19/00, H01B 17/00

Мітки: полімерного, ребриста, ізолятора, захисна, оболонка

Код посилання

<a href="https://ua.patents.su/6-85014-zakhisna-rebrista-obolonka-polimernogo-izolyatora.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Захисна ребриста оболонка полімерного ізолятора</a>

Подібні патенти