CZ106497A3 - Kompozitní izolátor - Google Patents

Abstract

Kompozitní izolátor s nosnou tyčí /1 / s integrovanými upevňovacími koncovkami /2/ a s kompaktním pláštěm /3/ s povětrnostními stříškami /4/ pro venkovní elektrické linky, má nosnou tyč /1/ s upevňovacími koncovkami /2/ tvořenou celoplastovým monolitem, například z termopalstu nebo termosetu s případně ve hmotě obsaženými zpevňujícími vlákny. Monolit nosné tyče /1 / s koncovkami /2/, obklopuje od konce ke konci přes oka /5/ koncovek /2/ do nekonečné smyčky uspořádanou vlákennou výztuž /11/, která obepíná v koncovkách /2/ případná pouzdra /13/ s oky /5/ a s obvodovými vybráními /14/ pro vlákennou výztuž /11/, opatřených eventuálně čelními otvory /15/ k upevnění konců této vlákenné výztuže /11/. Nosná tyč /1/ je mezi koncovkami /2/ opatřena z vnějšku elastickým pláštěm /3/ s intergrálními povětrnostními stříškami /4/ s obvodovými odkapávacími hranami /8/ a je dále mezi koncovkami /2/ opatřena z vnějšku sostavou radiálních aretačních výstupků /7/ pro řečený elastický plášť /3/. Na horním rozhraní mezi nosnou tyčí /1/ a pláštěm /3/ je uspořádán krycí nákružek /10/.

Description

Oblast techniky

LU Λ1 θ 0

Vynález se týká kompozitního izolátoru ; s inteorovanými upevňovacími koncovkami a pláštěm s povětrnostními stříškami, zvláště kterékoliv elektrické sílové přenosové linky, elektrické trakce· a linek distribuční sítě.

ui tyčí - ' kom pakt. nimi' 3 9 (? θ oenóho pio včetně 1 i nek f'3

Dosavadní stav techniky izolátory se používají pro zabránění úniku elektrického proudu z vodičů na linkách elektrické rozvodné soustavy. Typický izolátor se vyrábí z hmoty s velmi vysokým odporem proti průchodu elektrického proudu, takže· průtok proudu tímto izolátorem je obvykle zanedbatelný. Jeden typ izolátoru se označuje jako závěsný izolátor, kterým se? zpravidla zavěšují přenosové linky na nosnou konstrukci- Závěsný izolátor může? být zhotoven jako kompozitní izolátor.

Známý kompozitní izolátor obvykle zahrnuje? nasycenou sklov 1ákni tou nosnou tyc, z vnějšku obklopenou povětrnostními stříškami, vyrobenými z vysoce izolačního materiálu. Takové izolátory se nazývají kompozitními, i když povětrnostní stříšky a nosná t.yě jsou vyráběné z rozdílných materiálů, zvlášť. volených pro plnění různých funkcí těchto dvou komponentů. Všeobecně nosná t.yě přebírá mechanické namáhání a přispívá k celkové izolační schopnosti, zatím co většinu izolace zajišťují povětrnostní stříšky.

Jiný typ i z o i á t o r u j e nap ínac ím i zo1á torem. Ten to kotevn í ch drátů, př i po j ených obvykle? nazýván kotevním nebo i zo 1 á tur za jíš ť.u j e? eddě 1 en í k nosné soustavě přenosové

Izolátory mohou být připojené? k silové lince? a nést ji různými způsoby, včetně konfigurací od jednoduchého zavěšení, linky. Jedním z požadavků na kotevní nebo napínací izolátor je navíc schopnost odolnosti proti krůtu.

zakončení. vodorovně nebo konf i gurac íc h se na každém sloupkově- Ve všech těchto konci nosné tyče izolátoru používají kovové koncovky pro napojení na nosník a na silové vedení.

Řešení známé například z US Patentu č. 4,505,033 uvádí kompozitní izolátor, vytvořený ze sklovláknité nosné tyče, částečně pokryté e1astomerovým povlakem. Na exponovaných koncích nosné tyče jsou dodatečně namontovány kovoví? koncovky pro uchycení izolátoru k nosníku nebo k vysokonapětovénui vodiči- Koncovky mohou být k nosné tyči připevněné adhezivním způsobem, nebo mohou být k nosné tyči na li sované.

Jiný US Patent č. 4,491,687 uvádí kompozitní izolátor, obsahující středový trn vyrobený z izolační pěny se dvěma koncovkami přilepenými k trnu. Okolo trnu a koncovek se navíjejí pryskyřicí nasycená vlákna. Vinutí vláken se potom překrývá odo1ným i zoIačn ím pov1akem.

Další US Patent č. 3,592,959 uvádí předepjatou keramickou izolátorovou sestavu, obsahující nekonečnou smyčku ze skelných vláken. Vratná ohybová o sedl ovitý člen ve tvaru písmene II koncovému k1oboučku.

část smyčky se opírá který ie montovaný ke

US Patent č. 2,970,186 uvádí elektrický izolátor, obsahující člen vyrobený z tenkých skelných vláken. Clen je navinutý v/ uzavřené smyčce, konce l.éto smyčky se opírají o příslušné dotykové plochy dvou samostatných částí. Každí? z těchto část?' ie zašroubována do oddělené koncové čepičky.

V podstatě se P r o b 1 éro ů . N a p ř í k 1 a d odlévané součásti, koncovka lisuje všemi uvedenými známými izolátory je řada koncovky jsou často poměrně velké, z kovu proto jsou těžké a diahé. Pokud se na sk1ovláknitou část izolátoru, jde , protože ie těžké použít správnou míru je relativně tvárný, aniž by se poškodila která ie poměrně méně tvárná- Kde se na o nesnadnou výrobu tlaku na kov, který s kI ον 1ákn i tá čás t, kov lepí sklovlákno, tam ie problematické nalézt takové ze jména být koncovkám i pro kdy pouzdra nebo tekuté pryskyřice? upevněny

- 3 vhodné lepidlo, které by slepilo rozhraní kov-pryskyrice-skleněná vlákna, a během používání izolátoru by nepovolilo.

Významného pokroku v odstraňování nevýhod známých kompozitních izolátorů, zejména v dosažení jejich vyšší schopnosti odolávat různému druhu zatížení vylehčenými a jednoduchými s nenákladnými napojení izolátorů k příslušným členům, bylo dosaženo řešením kompozitního izolátoru podle? vynálezu dle? Vil 94/06127, podle? kteréhrj se? skelná vlákna, pozděí i tvořící jádro nosné? tyče? s koncovkami, nejprve? prosycují kapalnou pryskyřicí a naví její se následně předepsaným způsobe?m postupně ve dvou vzájemně příčných vrstvách okolo válcovitých koncovek nebo pouzder do tvaru sklovnáknitého těla koncovky jsou před vytvrzením přechodně na vhodném upevňovacím rámu. Teprve po vytvrzení se tělo umístil je? do matrice, která při uzavření maskuje? alespoň exponované plochy pouzder nebo koncovek, načež se? přes takto vy tvrzené sklovnáknlté tělo odlévá polymer, i ako ie například silikonová pryž, do tvaru hotového izolátoru, včetně inteqráJních povětrnostních stříšek, čímž vzniká izolátor v základě sklovláknltý, zpevněný od konce? ke konci pryskyřicí. Pouzdra, vložená během výroby do těla izolátoru, tvoří na obou stranách nosné tyče? izolátoru prostředek k jeho Jinak může? být sklovláknité tělo izolátoru po vytvrzení pryskyřice, ochraným nánosem postupem, jako ie ponořování nebo kterýžto nános chrání sklovláknité tělo před vlivy ultrafialových paprsků a extre?mních podm í nek. Τ ím to pripolovaní opatřováno, j akýmko1 iv obvyk1ým stříkán ί, škod 1 ivým1 povětrnos tnich nánosem ie např ík1 ad polyuretanová barva, přičemž se pak takový izolátor, bez pově t rnos t η í c li s t ř í šek čl tedy s jinými schopnosti!!i , hodí zpravidla pro kotevní a napínací účely

Přes veškeré účinky, které? takový kompozitní izolátor pro všechny možné? druhy jeho použití vykazuje, je? ieho nevýhodou vlastní výrobní techno109 ický proces, který vyžaduje? nezbytně metodu sycení skelných vláken či svazků skelných vláken pryskyřicemi na bázi polyesteru, vinylestru, epoxy či fenolitických pryskyřic a podobně. Práce s nimi je nebezpečná pro zdraví osob. 1 když se proces polymerace pryskyřic dá pak různě urychlovat, například teplem nebo chemicky, jde o proces poměrně časově zdlouhavý, tedy vyžadující, aby pro rentabilní výrobu bylo vždy pohotově velké množství přípravkových upevňovačích trnů pro pouzdra nebo jiné koncovky budoucího těla izolátoru, na které se v pryskyřici máčená skelná vlákna v komplikované konfiguraci musí předem navíjet s následným vytvrzováním pryskyřice. Taková výroba se však již jeví neekonomická a v současných podmínkách t neekologická z hlediska jedině dosud známé termické likvidace vyřazených izolátorůPodstata vynálezu

Cílem předloženého vynálezu ie vytvoření zlepšeného kompozitního izolátoru, k použití jako závěsný nebo kotevní a napínací, odolného rovněž vyššímu zatížení v krntuRovněž je cílem předloženého vynálezu vytvoření kompozitního izolátoru, který ie pevný, co do hmotnosti lehký a vhodný k velkosériové výrobě, při vysoké produktivitě a nízké energetické náročností, bez vzniku nebezpečí ohrožení zdraví osob při ieho výrobě.

Dalším cílem ie poskytnutí kompozitního izolátoru, který má zlepšený poměr namáhání k vlastní hmotnosti, aby i toto ve svém důsledku mohlo znamenat snížení dimenzování horních mechanických závěsných konstrukcí přenosových linek, případně jiných nosníků nebo držáků n izolátorů kotevních nebo napínač ích.

Ještě dalším cílem vynálezu je předložení kompozitního izolátoru, kt.erý by nepodléhal za provozu snadnému zničení nebo poškození síře Ion, úderem kamene a aby při event. pádu, a například pak při případném střetu s čelem lokomotivy, se od něj odrážel bez vážnější destrukce řečeného čela lokomotivy a ohrožení zdraví osádky.

Rovněž izolátoru s P o v ě t. r n o stu í c 11 ie cí Iem vynálezu předložení kompozitního vysokou mírou samočisticí schopností stříšek za deště, jakož i v provozu v tunelech, totiž ielicli chvěním a vodoodpudivým povrchem, s eleminací možnosti zatékání vody pod spodní plochy jednotí ivýcli povětrnostních sl.ríšekNeposledním pak cílem vynálezu ie vytvoření kompozitního izolátoru, který by nepodléhal možnosti poškození při jeho přepravě k místu instalace a zejména byl významný z hlediska ekoloqie, zvláště pro svou 1.00% recyklovatelnost, tedy zejména neobsahoval pryskyřice.

Předchozí a další cíle se uskutečňují podle předloženého vynálezu, vytvořením zlepšeného kompozitního izolátoru s nosnou tyčí s 1 nteqrovanýin i upevňovacími koncovkami a s kompaktním pláštěm s povětrnostními stříškami, jehož podstata spočívá v tom, že nosná tyč s upevňovacími koncovkami tvoří celoplastový monolit.

K vytvoření takové nosné tyče, která pak nevykazuje jakékoliv spáry ci různé materiálové přechody, lze podle vynálezu použít pevnostních termoplastů nebo termosetů, případně ve hmotě vyztužených zpevňujícími vlákny, například sk1eněuým i m i krov Iákny a podobně.

Řešení podle vynálezu nabízí zhotovení kompozitního izolátoru pro enormní tahové zátěže, zeiména pak bez jakéhokoliv použiti nebezpečných pryskyřic, pozůstávající z takového provedení, podle kterého monolit nosné tyče s upevňovacími koncovkami obklopuje od konce ke konci přes oka koncovek do nekonečné smyčky uspořádanou vlákenuou výztuž, například z kevlarových vláken, případně z vláken skieněných.

Zvýšení pevnostní odolnosti kompozitního izolátoru v místech jeho upínání na vnější upínací členy, je podle vynálezu snadno dosažitelné takovým jeho provedením, podle kterého, do nekonečné smyčky uvnitř monolitu nosné tyče β

uspořádaná vlákenná výztuž, obklopil jo v koncovkách uspořádaná pouzdra s oky a s obvodovými vybráními pro řečenou vlákennnou výztuž Stálosti elektrického odporu kompozitního izolátoru za všech možných vnějších podmínek, se podle vynálezu dosahuje zvláště tím, že nosná tyč ie mezi upevňovacími koncovkami opatřena z vnějšku elastickým pláštěm s integrálními povětrnostními stříškami s obvodovými odkapávacími hranami.

Aby byla po celou dobu provozu kompozitního izolátoru zachována vzá jíněná stabilita jeho podstatných částí, ie podle vynálezu výhodné, když nosná tyč ie mezi upevňovacími koncovkami opatřena z vněišku soustavou radiálních aretačních výstupků pro plášt.

Dokonalému zabránění vnikání vlhkosti mezi podstatné části kompozitního izolátoru se dá podle vynálezu čelit tím, že na horním rozhraní mezi nosnou tyčí a pláštěm je uspořádán krycί nákružek.

K snadnému zachycení konců vlákenné výztuže mohou podJe vynálezu sloužit soustavy příčných otvorů, vytvořené v čelech pouzder Přehled obrázkůna výkresech

Další výhody a účinky předloženého vynálezu isou patrny

P ř í k 1 a d ů p r o v e d e n i z n á s 1 e d ni í c í h o kompoz i tn i ho obr.l tvar v částečném popisu s upevňovacími koncovkami pláště s povětrnostními něko1j ka izolátoru a z připojeného výkresu, kde značí z á k1ad η í11o provedění kom poz itn i ho i zo 1á tor 11 řezu, zřetelně ukazující monolit nosné tyče a na této nosné tyči uspořádaného stříškami s odkapávacími hranami, obr.2 nárysný pohled na bezspárové přechodové úseky nosné tyče do koncovek, vybavených zesilovacím integrovaným nákružkem, obr.3 schematické znázornění jednoho z možných způsobů vinutí svazku vláken vlákenné výztuže, případně uchycení předliotoveného libovolného pevnostního pásku kolem obvodově zahloubených pouzder, vkládaných pak pro zesílení koncovek nosné tyče společně do formy vsl.řikolisu k obklopení materi á1em nosné tyče Příklady provedení vynálezu

Příklad 1

Kompozitní izolátor (obr.l) ie vytvořen ze dvou izolátorových dílcfl, z nichž prvním je průběžná spo jitá nosná tyč 1 opatřená na koncích upevňovacími koncovkami 2, přičemž druhým dílcem ie mezi koncovkami 2 na průběžné nosné tyči 1 uspořádaný elastický plást 3 se skupinou i ntecfráln ich pově t r n os t, η í c 11 stř i šek 4.

Nosná tyč 1 tvořící vni třu í i zolač η í d i 1ec kompoz i tního izolátoru, je navržena především s ohledem na zajištění všech podstatných vpředu zmiňovaných mechanických vlastností celého kompozitného izolátoru. Nosná tyč 1, včetně koncovek 2 s oky 5, se zhotovuje ve formě na vstřikoltsech z termoplastu nebo termosetu, například z pevnostního polymeru na bázi polyamidů, normativně obecně označovaných jako hmoty PA, Pliti'

PEST(E), případně s vysokým obsahem rozptýlené výztuže, jakou jsou například mi krov 1ákna skleněná, případně koularová a podobně. Pro zvýšení mechanických vlastností koncovek 2 isou kolem ieiich ok 5 vytvořeny případně zpevňující nákružky

6. Koncovky 2 lze dle tvaru formy libovolně modifikovat, například též do tvaru neznázorněných vidlic s oky 5. Oka ’á mohou být při vstřikování hmoty předem vybavena na obr. 1 a 2 neznázorněnými kovovými pouzdry, nebo se tato pouzdra do ok 5 vtlačil jí později .

Vytvoření monolitu nosné tyče je velmi rychlé a efektivní- Přít nosné tyči l soustavu radiálních a zabraňují event. možnému posouvá

1 ve formě na	vstř	i kol i	i Sil
lze vytvořil.	souč	as ně	na
tačních výstiir	k ů 7	, kt«	•i é
e 1 as t i ckého	pl áš	tě 3	po

nosné tyč i 1

Elastický plást 3 ie na nosnou tyč 1 nanesen v druhé 1isostřikové operaci v příslušné formě, kdy se současně též na integrovaných piwptrnost.nícli stříškách 4 vytvoří na nich pak hotového o I asti čnos t

Skup i na povrchovou ve skupině obvodové odkapávací hrany 8. t vyjímání kompozitního izolátoru z formy přispívá elastického pláště 3, hotoveného například ze silikonové pryže. Elasticita pláště 3 a ieho vodoodpndi vost prispívámá v provozu ke zvýšení elektrické odolnosti kompozitního izolátoru, neboť, voda po něm stéká po kuličkách, prach snadno odpadává a případná námraza se odlamnie v důsledku schopnosti povětrnostních st říšek 4 se chvět., buď za větru nebo mechanicky například od trolejí, rozhýbanými sběračem po průjezdu elektricky napájeného vozidla, povětrnostních stříšek 4 v podstatě zvětšil ie vzdálenost mezi oky 5 koncovek 2, a Iejich poěei pak zásadně určuje elektrický odpor kompozitního izolátoru. Stálost elektrického odporu kompozitního izolátoru, zejména za deště nebo při i iných extrémuich klimatických podmínkách, zaiištuií dále obvodové odkapávací hrany 8 na jednotlivých povětrnostních stříškách 4, které zabraňují přetékání povrchové vlhkosti na vzhůru se zvedající spodní plochy 9 řečených povětrnostních stříšek 4, takže i při těchto vnějších podmínkách zůstává izolační odpor kompozitního izolátoru v důs ledku suchých povrchových úseků mez i oky b koncovek 2 stále postačující. Pro případ zabránění zatečení vody do rozhraní mezi elastickým pláštěm 3 a horním částí nosné tyče 1 může být zde uspořádán těsnící nákruž.ek 10.

Příklad 2Pro event. zvýšení pevnosti nosné tyče 1 s 2, tedy pro enormě tahem zvlášt zatěžované izolátory, lze použít vlákennou výztuž 11 sestávající například ze svazku vláken 12, kevlarových, případně skelných vláken, vinutých koncovkám i kompoz i tn i C ot. r . 3 ) , přednostně přímo ve foi mě na neznázoměné trny v místech budoucích ok b koncovek 2 nebo na těchto trnech umístěná pouzdra 13 s obvodovými vybráními 14 pro svazek těchto vláken 12 nebo neznázorněný předchystaný pevnostní nekonečný pásek, rovněž z kev lam či podobně. Přirozeně, že zmíněná vlákna 12 lze vinout, na řečená pouzdra 13 zvlášt na příslušném pomocném přípravku a teprve pak ie následně společně přenášet, do formy. Způsob vinutí vláken 12 kolem neznázorněných trnů ve vstřikolisové formě nelni na řečených pouzdrech 13 v přípravku nflže být. různý, s tím ale, že předchysbávaná vlákenná výztuž 11 ze svazku vláken 12 nebo pásku bude alespoň přibližně kopírovat budoucí tvar nosně tyče 1. Vycentrovaná vlákenná výztuž 11 se posléze podrobí operaci zasbříknutí ve stři kolisové formě materiálem k vzniku nosné tyče 1 lak ie popsáno v příkladu č.1. Pro uchycení konců vláken 12 vlákenné výztuže 11 mohou sloužit příčné otvory 15 vytvořené v bocích pouzder 13. Pouzdra 13 mohou být nahrazena neznázorněnými závěsnými oky tvaru srdíčka“ s polouzavřenou dlážkou, jak jsou známé z vázání ok u lanoví.

J.í 26b 32.

T\HotV-97

Claims (8)

1. NÁROKY NA OCHRANO

   1. Kompozi tn í i zo]á tor upevnovacím i koncovkám i s povětrnostními stříškami vyznačující se tím, že s nosnou tyčí s integrovanými a s k om pa k t η í m plaš těm pro venkovu í eIektr i c kě J i nky, nosná tyč (1) s upevňovacími koncovkami C2) je tvořena ce1 op1astovým monolitem.
2. 2. Kompozitní izolátor podle nároku 1, vyznačující se tím, že monolit nosně tyče Cl) je vytvořen z termop 1 asl.u 3. Kompozi tní izolátor podle nároku 1, vyznačil i ící se tím, že monolit nosné tyče Cl) ie vytvořen z termosetu.

   Kompozitní izolátor podle nároku 1, vyznačující se tím, že celoplastový mono] i 1, nosné zpevňu i ící v 1ák na.

   tyče C1) obsahuje
3. 5. Kompozitní izolátor podle nároku 1, vyznačující se tím, že monolit nosné tyče Cl) s koncovkám i C2), obklopuje od konce ke konci přes oka Cb) koncovek C2) do nekonečné smyčky uspořádanou vlákennou výztuž C11).
4. 6. Kom poz i l-ii í i zo 1 á tor tím, že do nekonečné smyčky v 1 á k e π n á výztuž Cil), o be t > pouzdra (13) s oky Cb) a v 1ákennnou výztuž C11).

   podle nároku 1, vyznačující se uvnitř nosné tyče Cl) uspořádaná íná v koncovkách (2) uspořádaná s obvodovými vybráními CM) pro
5. 7. Kompozitní izolátor podle tím, že nosná tyč C1) ie mezi z Vnějšku e 1 as t i ckým ρ 1 ášI.ěm pověti nostn ím i s tří škam i C4) s hranami C8).

   n á i - oku 1, vy zn aču lící s e koncovkami C2) opatřena ( 3 ) s obvodovými i nbed á I n ím i odk a pá v ae í m i
6. 8. Kompozitní izolátor podle nároku 1, vyznačující se tím, že nosná tyč Cl) je mezi koncovkám i C2) opatřena z vnějšku soustavou radiálních aret.ačnícli výstupku (7) pro plášt C3).

   - 11
7. 9- Kompozitní izolátor podle nároku 1, vyznačující ko tím. že na horním rozhraní mezí nosnou tyčí (1) a plástem (3) ie uspořádán krycí nákružek CIO).
8. 10. Kompozitní izolátor podle nároku 1 a 6, vyznačující se tím, že pouzdra (13) jsou opa třena soustavami příčných otvorfi (15) k upevnění konci’) vlákenně výztuže (11).