Высоковольтный подвесной изолятор

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявитель Закрытое акционерное общество Арматурно-изоляторный завод(72) Авторы Старцев Вадим Валерьевич Шашков Дмитрий Владимирович(73) Патентообладатель Закрытое акционерное общество Арматурно-изоляторный завод(57) Высоковольтный подвесной изолятор, содержащий металлическую шапку и металлический стержень, неразъемно соединенные посредством армирующей связки, выполненной на основе вяжущего низкой водопотребности, с выполненной из закаленного стекла электроизоляционной деталью. Изобретение относится к электротехнике, в частности к высоковольтным подвесным изоляторам воздушных линий электропередачи, рассчитанным на напряжение преимущественно 6-1150 кВ. Обычно такие изоляторы имеют соосно установленные шапку (п. 2 чертежа), стержень 14913 1 2011.10.30 фарфора или закаленного стекла Стандарт.-., 1982. - . 2. - . 10. . 35, . 3 Цимберов Л.И. Линейные изоляторы. - М. Энергия, 1976. - С. 12-15. Для разных классов напряжения такие изоляторы собирают в гирлянды с количеством изоляторов,соответствующим напряжению. Например, для линий 35 кВ используют 3 последовательно соединенных изолятора, для линий 110 кВ используют от 9 до 11 последовательно соединенных изоляторов. Шапка и стержень подвесных изоляторов имеют шарнирное крепление, позволяющее последовательно соединять шапку одного изолятора со стержнем другого изолятора. Такое соединение традиционно применяется в конструкции подвесных изоляторов стандарт 60120, ГОСТ 6490 и не является предметом рассмотрения в данном изобретении. Известны также высоковольтные изоляторы, имеющие соосно установленные шапку,стержень и изоляционную деталь, выполненную из электротехнического фарфора или закаленного стекла с различными усовершенствованиями, не меняющими совокупность этих деталей и материал изоляционной детали 1619957,1644667,1579303, 4792647,4670624,4803311,2157094,2157094,4406918,4689445. Во всех подвесных изоляторах в качестве армирующей связки (п. 4 чертежа) используются цементно-песчаные составы на основе портландцемента или высокоглиноземистого цемента. Такие армирующие связки применяются в изоляторах 5536,637875, 1495857,101082,262147. Армирующие связки на основе портландцемента обладают рядом недостатков. Они имеют высокую способность к впитыванию влаги из атмосферы, высокую пористость,низкую механическую прочность на сдвиг и изгиб. Эти недостатки частично устранены в изоляторе по патенту 846348. В нем кроме связки на основе портландцемента применена связка на основе полимеров, дополнительным верхним слоем. Армирующая связка по патенту 339965 содержит вместо вяжущего на основе портландцемента самотвердеющий полимерный состав. Это позволяет улучшить механические свойства связки, увеличить прочность на изгиб и срез. Для целей производства основным недостатком традиционной цементно-песчаной связки на основе портландцемента является большой срок набора прочности цементного камня. Без специальных мер в нормальных условиях он составляет 28 суток. За этот период связка набирает до 70 своей прочности. Для интенсификации процесса и увеличения производительности при производстве стеклянных изоляторов со связкой на основе портландцемента применяют пропаривание при температуре значительно большей нормальных условий. Обычно цикл пропаривания составляет 20-24 часа по следующему графику 8 часов подъем температуры до 80 Цельсия, выдержка при 80 в течение 8 часов и постепенное опускание температуры в течение следующих 8 часов. Технологический процесс пропаривания требует дополнительных энергетических затрат на нагрев изоляторов, выработку пара. Необходимо соблюдение режима пропаривания, что приводит при массовом производстве к необходимости устройства конвейеров, и автоматического поддержания необходимых режимов. Дополнительные операции при производстве привносят в производство дополнительный процент брака. В патенте 1636864, являющемся наиболее близким аналогом, для устранения указанных недостатков связки на основе портландцемента применяется связка на основе полимерцементной композиции. Сроки твердения, а следовательно и выпуск готовых изоляторов, сокращаются до 6 часов. Но для процесса отверждения необходима повышенная температура - 70-80 . Целью настоящего изобретения является повышение эксплуатационной надежности изоляторов, упрощение производства, снижение стоимости, снижение брака при производстве, исключение процесса термообработки изоляторов, сокращение времени технологического процесса. 2 14913 1 2011.10.30 Этот результат достигается за счет того, что высоковольтный подвесной изолятор содержит металлическую шапку и металлический стержень, неразъемно соединенные посредством армирующей связки, выполненной на основе вяжущего низкой водопотребности, с выполненной из закаленного стекла электроизоляционной деталью. Изоляторотличается тем, что армирующая связка выполнена на основе вяжущего низкой водопотребности (п. 4 чертежа) ВНВ 72,5. Вяжущее низкой водопотребности.//., 2007. Вяжущее низкой водопотребности (ВНВ) представляет собой высокопрочное гидравлическое вяжущее, получаемое при совместном помоле портландцементного клинкера,гипсового камня и водопонижающей добавки (суперпластификатора). В результате механохимического взаимодействия минералов цементного клинкера с суперпластификатором в процессе тонкого измельчения материал приобретает уникальные, специфичные свойства, отличающие его от обычного портландцемента. Изготовленные с применением ВНВ бетоны (растворы) обладают значительными преимуществами по сравнению с аналогами на портландцементе обеспечением класса прочности бетона от 60 до 100 пониженной на 25-30 водопотребностью растворных и бетонных смесей при равной подвижности высокой сульфатостойкостью (коэффициент сульфатостойкости не ниже, чем у сульфатостойкого цемента) пониженным тепловыделением при твердении повышенной в 2-3 раза морозостойкостью по сравнению с бетонами на портландцементе вследствие мелкопористой структуры бетона высокой интенсивностью набора прочности бетонов на основе ВНВ, позволяющей отказаться от тепловлажностной обработки и получить необходимую прочность в течение 18-24 часов. ВНВ относится к классу цементов общестроительного назначения. Бетоны на основе ВНВ находят широкое применение для изготовления монолитного и сборного железобетона широкой номенклатуры. Вяжущее вещество низкой водопотребности получают путем интенсивной механохимической обработки портландцемента с минеральной добавкой в присутствии порошкообразного суперпластификатора (С-3). ВНВ характеризуется, по сравнению с обычным портландцементом, высокой дисперсностью (удельная поверхность 4000-5000 см 2/г), низкой водопотребностью (нормальная густота цементного теста в среднем 18,0-20,0 , при том, что у портландцемента М 400 и М 500 НГ составляет 26,5 и 26,0 ), активностью по показателю прочности до 100 МПа. По вещественному составу ВНВ подразделяют на чисто клинкерные (ВНВ-100) и многокомпонентные с различными минеральными добавками - оптимизированной комбинацией активных и инертных добавок. В качестве активных минеральных добавок используют доменные шлаки и золы-унос инертные добавки строительный песок, хвосты горно-обогатительных комбинатов. Характерной особенностью цементных систем на основе ВНВ является существенное замедление процессов структурообразования в первые 4-8 часов после затворения с последующей интенсивной кристаллизацией и твердением. Длительность индукционного периода сокращается с увеличением содержания клинкерного компонента в его составе. ВНВ характеризуется длительным сохранением активности и интенсивным набором прочности цементного камня и бетона в различные, в том числе и в ранние, сроки твердения. Плотная структура получаемой связки, отсутствие пористости, минимальная впитывающая способность, кислотостойкость позволяют эксплуатировать изоляторы на открытых распределительных устройствах в условиях высокой загрязненности атмосферы без разрушения. В результате высокой прочности изоляторы выдерживают большие перенапряжения в эксплуатируемых воздушных линиях электропередачи. Резкие изменения 3 14913 1 2011.10.30 температуры в изоляторе, в том числе локальные, в результате протекания тока по поверхности и местного нагрева не приводят к разрушению изолятора из-за термических напряжений, так как коэффициенты термического расширения стекла и связки одинаковы. При производстве изоляторов по настоящему изобретению полностью исключается необходимость пропаривания изоляторов и какое-либо нагревание их. Исключается несколько технологических операций, благодаря чему уменьшается вероятность возникновения брака при выполнении этих операций. Благодаря применению при производстве ВНВ контролируемых на производстве сырьевых материалов, исключению добавок расширяющихся шлаков возрастает качество продукции. Изоляторы при температурных изменениях не разрушаются. Время производства сокращается без применения дополнительных мер в нормальных условиях. На предприятии-заявителе была изготовлена партия изоляторов с армирующей связкой на основе ВНВ. Изоляторы через 22 часа твердения в нормальных условиях при комнатной температуре набрали прочность 78 от нормированной прочности. Это позволило уже через сутки после армирования изоляторов провести контрольные испытания. Все изоляторы показали удовлетворительные характеристики по механической прочности. Дополнительно были проведены термомеханические испытания при смене температур и воздействии повышенной влажности. В сравнении с контрольными изоляторами, изготовленными по традиционной технологии, изоляторы на ВНВ показали большее количество циклов заморозки-разморозки. Это говорит о большем сроке эксплуатации, так как старение изоляторов связано, прежде всего, со старением цементно-песчаной связки в изоляторах. Использование ВНВ в качестве основы армирующей связки придает изолятору свойства, недостижимые ранее при применении связки на основе портландцемента. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4