Електроізоляційна конструкція з різнотовщинним гідрофобним покриттям

Номер патенту: 75369

Опубліковано: 26.11.2012

Автор: Таран Володимир Миколайович

Завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

1. Електроізоляційна конструкція з різнотовщинним гідрофобним покриттям, рідким або пастоподібним в початковому стані, виконана у вигляді як мінімум одного ізолятора, який містить ізоляційну деталь, що складається зі стовбура з ребрами або без ребер на бічній поверхні, з'єднану по обох кінцях з металевою арматурою, виконаною, наприклад, у вигляді фланця, за допомогою затверділої цементно-піщаної зв'язки, причому бічні зовнішні поверхні металевої арматури, а також зовнішня поверхня ізоляційної деталі покриті гідрофобним покриттям, яка відрізняється тим, що електроізоляційна конструкція виконана з різною товщиною гідрофобного покриття на різних ділянках її зовнішньої поверхні, яка становить для зовнішньої бічної поверхні металевої арматури ізолятора, що безпосередньо контактує з джерелом високої напруги, а також для ізоляційної деталі цього ізолятора на ділянці, яка розташована від основи металевої арматури, що безпосередньо контактує з джерелом високої напруги, уздовж зовнішньої поверхні ізоляційної деталі і до вершини найближчого ребра, але не далі ніж на 1/3 будівельної висоти електроізоляційної конструкції, величину 200-800 мкм, а на решті поверхні електроізоляційної конструкції - 80-400 мкм.

2. Електроізоляційна конструкція за п. 1, яка відрізняється тим, що вона складається з двох або більше ізоляторів, з'єднаних один з одним паралельно або послідовно.

3. Електроізоляційна конструкція за п. 1, яка відрізняється тим, що ізоляційна деталь виконана з порцеляни або скла.

4. Електроізоляційна конструкція за п. 1, яка відрізняється тим, що ізоляційна деталь складається зі стовбура у формі тіла обертання, виконаного у вигляді суцільного або порожнистого стержня циліндричної або конічної форми, виконаного без ребер або з ребрами на бічній поверхні.

5. Конструкція за п. 1, яка відрізняється тим, що вона покрита гідрофобним покриттям на основі одно- або двопакувального кремнієорганічного компаунда холодного твердіння, який у невулканізованому стані характеризується життєздатністю при температурі від 15 °C до 35 °C в межах 15-60 хв, а в вулканізованому стані характеризується умовною розривною міцністю при розтягуванні не менше 0,55 МПа, відносним подовженням при розриві не менше 100 %, питомим об'ємним електричним опором не менше 3,0х1014 Ом х см, питомим поверхневим електричним опором не менше 1,0×1015 Ом, тангенсом кута діелектричних втрат при частоті 50 Гц не більше 0,008, електричною міцністю в дистильованій воді не менше 10 кВ/мм, а також міцністю зв'язку з металом при відшаруванні не менше 0,60 Н/м.

6. Конструкція за п. 1, яка відрізняється тим, що вона покрита гідрофобним покриттям, яке в вулканізованому стані характеризується терміном служби, що становить не менше 10 років, при експлуатації в умовах перепаду температур від мінус 60° С до плюс 65° С і при робочих напругах 6-750 кВ.

7. Конструкція за п. 5, яка відрізняється тим, що вона покрита гідрофобним покриттям, яке містить силіконовий низькомолекулярний каучук, наповнювач і отверджувач, причому як силіконовий низькомолекулярний каучук гідрофобне покриття містить каучук марки СКТН, як наповнювач воно містить як твердий наповнювач у вигляді гідрату окису алюмінію і сажі ацетиленової, так і рідкий наповнювач у вигляді низькомолекулярної кремнієорганічної рідини 119-215, а як отверджувач гідрофобне покриття містить метилтриацетоксисилан.

8. Конструкція за п. 7, яка відрізняється тим, що вона покрита гідрофобним покриттям, яке містить на 100,0 мас.ч. каучуку, гідрат окису алюмінію в кількості 5,0-15,0 мас.ч, сажу ацетиленову в кількості 0,5-2,5 мас.ч., низькомолекулярну кремнієорганічну рідину 119-215 у кількості 1,25-2,5 мас. ч., метилтриацетоксисилан в кількості 2,5-6,5 мас.ч.

Текст

Реферат: Електроізоляційна конструкція з різнотовщинним гідрофобним покриттям, рідким або пастоподібним в початковому стані, виконана у вигляді як мінімум одного ізолятора, який містить ізоляційну деталь, що складається зі стовбура з ребрами або без ребер на бічній поверхні, з'єднану по обох кінцях з металевою арматурою, виконаною, наприклад, у вигляді фланця, за допомогою затверділої цементно-піщаної зв'язки, причому бічні зовнішні поверхні металевої арматури, а також зовнішня поверхня ізоляційної деталі покриті гідрофобним покриттям. Електроізоляційна конструкція виконана з різною товщиною гідрофобного покриття на різних ділянках її зовнішньої поверхні, яка становить для зовнішньої бічної поверхні металевої арматури ізолятора, що безпосередньо контактує з джерелом високої напруги, а також для ізоляційної деталі цього ізолятора на ділянці, яка розташована від основи металевої арматури, що безпосередньо контактує з джерелом високої напруги, уздовж зовнішньої поверхні ізоляційної деталі і до вершини найближчого ребра, але не далі ніж на 1/3 будівельної висоти електроізоляційної конструкції, величину 200-800 мкм, а на решті поверхні електроізоляційної конструкції - 80-400 мкм. UA 75369 U (12) UA 75369 U UA 75369 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до електротехніки, а саме до основних елементів електричного обладнання, зокрема до електроізоляційних конструкцій, наприклад, у вигляді опорностержневих або лінійно-підвісних ізоляторів повітряних ліній електропередачі. Відома електроізоляційна конструкція у вигляді опорного стрижневого ізолятора, яка містить ізоляційну деталь, що складається зі стовбура з ребрами на бічній поверхні, з'єднану по обох кінцях з металевою арматурою, виконаною, наприклад, у вигляді фланця, за допомогою затверділої цементно-піщаної зв'язки [1]. Недоліком цієї електроізоляційної конструкції є низькі значення витримуваних робочих напруг, а також необхідність періодичної заміни електроізоляційної конструкції внаслідок наростання з часом забруднень на її поверхні, що призводить до значного зниження електричної міцності ізоляції, зумовленої відсутністю на ній гідрофобного покриття, наприклад, на кремнієорганічній основі. Як найбільш близький аналог вибрана електроізоляційна конструкція у вигляді опорного стрижневого ізолятора, який містить ізоляційну деталь, що складається зі стовбура з ребрами на бічній поверхні, з'єднану по обох кінцях з металевою арматурою, виконаною, наприклад, у вигляді фланця, за допомогою затверділої цементно-піщаної зв'язки, причому бічні зовнішні поверхні металевої арматури, а також зовнішня поверхня ізоляційної деталі покриті гідрофобним пластичноподібним кремнієорганічним рівнотовщинним для всієї конструкції ізолятора покриттям, величина якого становить від 100 мкм до 300 мкм [2]. Недоліком найближчого аналога є відсутність ефективних значень різновеликих товщин гідрофобного кремнієорганічного покриття електроізоляційної конструкції в залежності від величин і характеру розподілу напруженості електричного поля уздовж її поверхні, а також від ізолюючих і конструкційних особливостей елементів електроізоляційної конструкції, що не забезпечує високих значень розрядних напруг при роботі електроізоляційної конструкції в умовах забруднення різного ступеня і зволоження. Технічною задачею корисної моделі є детермінування ефективних значень різновеликих товщин гідрофобного кремнієорганічного покриття електроізоляційної конструкції, що знаходиться в рідкому або пастоподібному початковому стані, в залежності від величин і характеру розподілу напруженості електричного поля уздовж її поверхні, а також від ізолюючих і конструкційних особливостей елементів електроізоляційної конструкції, що сприятиме забезпеченню високих значень розрядних напруг при роботі електроізоляційної конструкції в умовах забруднення різного ступеня і зволоження. Поставлена технічна задача вирішується тим, що в електроізоляційній конструкції з різнотовщинним гідрофобним покриттям, рідким або пастоподібним у початковому стані, виконаної у вигляді як мінімум одного ізолятора, який містить ізоляційну деталь, що складається зі стовбура з ребрами або без ребер на бічній поверхні, з'єднану по обох кінцях з металевою арматурою, виконаною, наприклад, у вигляді фланця, за допомогою затверділої цементнопіщаної зв'язки, причому бічні зовнішні поверхні металевої арматури, а також зовнішня поверхня ізоляційної деталі покриті гідрофобним покриттям, новим є те, що, електроізоляційна конструкція виконана з різною товщиною гідрофобного покриття на різних ділянках її зовнішньої поверхні, яка становить для зовнішньої бічної поверхні металевої арматури ізолятора, що безпосередньо контактує з джерелом високої напруги, а також для ізоляційної деталі цього ізолятора на ділянці, розташованої від основи металевої арматури, що безпосередньо контактує з джерелом високої напруги, уздовж зовнішньої поверхні ізоляційної деталі і до вершини найближчого ребра, але не далі ніж на 1/3 будівельної висоти електроізоляційної конструкції, величину 200-800 мкм, а на решті поверхні електроізоляційної конструкції - 80-400 мкм. Електроізоляційна конструкція складається з двох або більше ізоляторів, з'єднаних один з одним паралельно або послідовно. Ізоляційна деталь виконана з порцеляни або скла. Ізоляційна деталь складається зі стовбура у формі тіла обертання, виконаного у вигляді суцільного або порожнистого стержня циліндричної або конічної форми, виконаного без ребер або з ребрами на бічній поверхні. Електроізоляційна конструкція покрита гідрофобним покриттям на основі одно-або двопакувального кремнієорганічного компаунда холодного твердіння, який в невулканізованому стані характеризується життєздатністю при температурі від 15 °C до 35 °C в межах 15-60 хв, а в вулканізованому стані характеризується умовною розривною міцністю при розтягуванні не менше 0, 55 МПа, відносним подовженням при розриві не менше 100 %, питомим об'ємним 14 х електричним опором не менше 3,0×10 Ом cм, питомими поверхневим електричним опором 15 не менше 1,0 × 10 Ом, тангенсом кута діелектричних втрат при частоті 50 Гц не більше 0,008, 1 UA 75369 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 електричною міцністю в дистильованій воді не менше 10 кВ/мм, а також міцністю зв'язку з металом при відшаруванні не менше 0,60 Н/м. Електроізоляційна конструкція покрита гідрофобним покриттям, яке в вулканізованому стані характеризується терміном служби, що становить не менше 10 років, при експлуатації в умовах перепаду температур від мінус 60 °C до плюс 65 °C і при робочих напругах 6-750 кВ. Електроізоляційна конструкція покрита гідрофобним покриттям, яке містить силіконовий низькомолекулярний каучук, наповнювач і отверджувач, причому як силіконовий низькомолекулярного каучуку гідрофобна покриття містить каучук марки СКТН, в якості наповнювач вона містить як твердий наповнювач у вигляді гідрату окису алюмінію і сажі ацетиленового, так і рідкий наповнювач у вигляді низькомолекулярної кремнієорганічної рідини 119-215, а як отверджувач гідрофобне покриття містить метилтриацетоксисилан. Електроізоляційна конструкція покрита гідрофобним покриттям, яке містить на 100,0 мас.ч. каучуку гідрат окису алюмінію в кількості 5,0-15,0 мас.ч, сажу ацетиленову в кількості 0,5-2,5 мас.ч., низькомолекулярну кремнієорганічну рідину 119-215 у кількості 1,25-2,5 мас. ч., метилтриацетоксисилан у кількості 2,5-6,5 мас.ч. Перераховані вище ознаки складають суть корисної моделі. Наявність причинно-наслідкового зв'язку між сукупністю суттєвих ознак корисної моделі і досягуваним технічним результатом полягає в наступному. Електроізоляційні конструкції піддаються впливу атмосферних осадів і промислових забруднень. Навіть невелике забруднення значно знижує електричну міцність ізоляції. Значна кількість аварій (близько 13 %) на повітряних лініях електропередачі відбувається при перекритті лінійних ізоляторів у результаті їх забруднення. Тому боротьба із забрудненнями ізоляції і забезпечення її надійної роботи в умовах інтенсивного забруднення природними і промисловими осадами є актуальною. На всіх етапах розвитку техніки передачі електроенергії по повітряних високовольтних лініях важливим фактором, що перешкоджає забезпеченню сталого живлення споживача, був і залишається перекриття ізоляторів. Вони відбуваються в результаті утворення на їх поверхні шляхів витоку з електролітичною провідністю. Остання виникає в результаті осадження на електроізоляційних конструкціях забруднень і вологи, присутніх у повітрі. При різних станах навколишнього середовища утворюються шари забруднень різної інтенсивності. Осідаючі з повітря частки утворюють з плином часу на поверхні ізоляторів шар забруднення. Цей шар при його зволоженні атмосферною вологою збільшує свою електропровідність, що знижує ізолюючу здатність ізоляційних конструкцій. В результаті створюються умови для перекриття ізоляторів не тільки при перенапруженнях, а й при нормальному експлуатаційному режимі. Деякі види забруднень, що осідають на поверхні ізоляції, можуть вступати в хімічні реакції з ізоляційним матеріалом. Зокрема, для скла найбільш небезпечними є речовини, що утворюють при зволоженні лужні розчини. Не меншу небезпеку можуть представляти і "мокрі" провідні забруднення. У приморських районах підвищена засоленість атмосфери сприяє зниженню розрядних характеристик лінійної та підстанційної ізоляції. Крім того, розчини NaCl є корозійнонебезпечними для арматури, зокрема з чавуну і вуглецевої сталі. Тому корозія арматури відбувається набагато інтенсивніше і термін служби ізоляторів може становити лише від 2 років до 6 років. Отже, для підвищення надійності високовольтної ізоляції в забруднених районах залишається актуальним завдання посилення зовнішньої ізоляції для забезпечення високих розрядних напруг в несприятливих умовах. Запобігання умовам виникненню поверхневих розрядів шляхом посилення ізоляції за рахунок повної або часткової заміни ізоляторів старих типів на нові потребує великих капітальних витрат, і в більшості випадків призводить до збільшення габаритних розмірів, що не завжди є прийнятним. Профілактичні заходи, що застосовуються в даний час в енергосистемах країн СНД (чистка і обмивання ізоляції, нанесення гідрофобних паст і вазелінів), виконуються вручну на відключеному устаткуванні, і в більшості випадків для районів з 3-м (III) - 4-м (IV) ступенем забруднення атмосфери (СЗА) не рідше 1-2 рази на рік. Тому зараз розробляються нові технічні рішення, наприклад, для порцелянових ізоляторів, які покривають гідрофобним шаром, внаслідок чого вони можуть працювати в зонах з високим рівнем забруднень і мають більш просту у виготовленні форму. У свою чергу, гідрофобні покриття можна розділити на три групи: пластичні в'язкі покриття (пасти та вазеліни), рідкі покриття та покриття у вигляді твердих плівок. Перші знайшли досить широке застосування при гідрофобізації підстанції ізоляції. Крім водовідштовхувальних властивостей, вони мають здатність обволікати осілі на поверхні тверді частки, відокремлювати 2 UA 75369 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 їх одна від одної плівкою, що не проводить і не намокає, та відновлювати гідрофобні властивості поверхні. Однак з плином часу осідаючі частинки занурюються в пасту, насичують її. Піддаючись атмосферним і хімічним впливам, паста може окислюватись, в результаті чого відбувається втрата її гідрофобних властивостей. Ці процеси призводять до затвердіння покриття, росту поверхневої провідності, появи поверхневих розрядів (ПР), і в результаті - до пошкодження ізоляції (появи тріщин і руйнування ребер) [3]. Деякі типи вазелінових покриттів при нагріванні стають текучими, що обмежує можливість їх застосування в районах з підвищеною температурою і на конструкціях, схильних до нагрівання в процесі роботи. Також застосування паст і вазеліну неоднаково ефективно для різних умов забруднення. Так, покриття кремнієорганічним вазеліном KB виявилося ефективним в умовах забруднень цементних заводів і неефективним в зоні винесень алюмінієвих заводів [4]. Дослідження та дослідна експлуатація встановили, що оптимальна товщина покриття у вигляді паст і вазеліну на поверхні ізолятора повинна бути 0,5-1 мм, а в деяких випадках 3-5 мм [5]. При цьому термін заміни покриттів залежить від умов експлуатації, типу і товщини покриття. Він визначається не тільки втратою гідрофобних властивостей, але і можливістю легкого видалення покриття з поверхні, і при інтенсивних забрудненнях для більшості застосовуваних паст і вазелінів становить близько 1 року. Труднощі застосування паст для гідрофобізації пов'язані з тим, що основний метод нанесення - ручний, а це вимагає великих трудовитрат і відключення устаткування на тривалий час. Періодичне видалення паст, які втратили або знизили свої властивості, теж поки здійснюється вручну за допомогою дрантя, а в разі утворення щільних шарів забруднення потрібне додаткове використання розчинників. В окремих випадках при міцній кірці забруднення протирання ізоляторів стає настільки трудомісткою роботою, що доводиться йти на заміну ізоляторів новими, а очищення здійснювати в умовах майстерні. З метою зниження трудовитрат і підвищення рівномірності нанесення кремнієорганічних паст були розроблені техпроцеси механізованого розпилення [6], їх істотним недоліком є використання розпилювачів спеціальної конструкції і збільшення витрат матеріалів у зв'язку з втратами при розпилюванні. Застосування як гідрофобізаторів рідин дозволяє механізувати процес нанесення покриттів і проводити гідрофобізацію ізоляції в місцях, важкодоступних для ручного нанесення. Але через малу в'язкість вони погано утримуються на поверхні ізоляторів, порівняно легко здуваються вітром і змиваються водою. Крім того, термін їх дії сильно скорочується внаслідок випаровуваності, особливо в жаркі літні місяці. Гідрофобізація рідинами найбільш ефективна для зовнішньої ізоляції в районах з мокрими забрудненнями і з невисокою інтенсивністю випадаючих твердих забруднень, а також для ізоляції всередині осередків комплектних розподільчих пристроїв зовнішньої установки (КРУН), яка схильна до запотівання при різкій зміні температури навколишнього середовища. Подальшим розвитком цього напрямку стало використання кремнієорганічних рідин. Вони мають більш високі гідрофобізуючі та експлуатаційні властивості, ніж мінеральні масла (оливи). Такі рідини можна наносити на забруднені ізолятори без попереднього очищення за допомогою стандартних обприскувачів і розпилювачів. У свою чергу, покриття у вигляді твердих плівок можуть експлуатуватися тривалий період часу, але більшість з них не отримали широкого впровадження або через високу вартість чи складність і багатокомпонентність складу, або через вимоги наявності підвищених температур і додаткових чинників для полімеризації. Починаючи з 70-х років минулого століття, має місце тенденція до все більш широкого застосування саме кремнієорганічних компаундів. Особливості їх будови обумовлюють безсумнівні перспективи в розробці на їх основі нових гідрофобних покриттів, а також електроізоляційних конструкцій. У той же час основною технічною проблемою є відсутність ефективних значень (різновеликих) товщин гідрофобного кремнієорганічного покриття електроізоляційних конструкцій в залежності від величин і характеру розподілу витримуваних ними імпульсних напруг уздовж їх поверхонь, а також від ізолюючих і конструкційних особливостей елементів електроізоляційних конструкцій. Це, в свою чергу, не забезпечує високих значень розрядних напруг при роботі таких електроізоляційних конструкцій в умовах забруднення різного ступеня і зволоження. При цьому було експериментально досліджено, що саме заявлені значення товщин гідрофобного кремнієорганічного покриття холодного твердіння на різних ділянках електроізоляційної конструкції є найбільш ефективними, так як вони детермінуються в 3 UA 75369 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 залежності від величини і характеру розподілу напруженості електричного поля уздовж поверхні електроізоляційної конструкції, а також від ізолюючих і конструкційних особливостей елементів електроізоляційної конструкції. Це сприяє забезпеченню високих значень розрядних напруг при роботі електроізоляційної конструкції в умовах забруднення різного ступеня (для районів з IV СЗА) і зволоження (до 100 % відносної вологості) при робочих напругах класу від 6 кВ до 750 кВ і строку служби до 10 років при експлуатації в умовах перепаду температур від мінус 60 °C до плюс 65 °C Так, згідно з заявлюваним технічним рішенням, найбільша товщина виконана на ділянці, розташованій в зоні основи металевої арматури, що безпосередньо контактує з джерелом високої напруги. При цьому шукана товщина гідрофобного покриття становить для зовнішньої бічної поверхні металевої арматури ізолятора, що безпосередньо контактує з джерелом високої напруги, а також для ізоляційної деталі цього ізолятора на ділянці, розташованій від основи металевої арматури, яка безпосередньо контактує з джерелом високої напруги, уздовж зовнішньої поверхні ізоляційної деталі і до вершини найближчого ребра, але не далі ніж на 1/3 будівельної висоти електроізоляційної конструкції, величину 200-800 мкм. Було встановлено, що при зменшенні товщини гідрофобного покриття на цій ділянці менше за 200 мкм не забезпечуються високі значення розрядних напруг при роботі електроізоляційної конструкції в умовах забруднення різного ступеня і зволоження, а перевищення товщини більше 800 мкм є недоцільним з огляду на більш, ніж одноразовий "запас" ізоляційних властивостей конструкції при витримуваних розрядних напругах класу від 6 кВ до 750 кВ, а також внаслідок перевитрати гідрофобного покриття при покритті їм гідрофобізованої поверхні електроізоляційної конструкції. На решті поверхні електроізоляційної конструкції товщина гідрофобного покриття складає 80-400 мкм. Було встановлено, що при зменшенні товщини гідрофобного покриття на решті поверхні електроізоляційної конструкції менше за 80 мкм не забезпечуються високі значення розрядних напруг при роботі електроізоляційної конструкції в умовах забруднення різного ступеня і зволоження, а перевищення товщини більше 400 мкм є недоцільним з огляду на більш, ніж одноразовий "запас" ізоляційних властивостей конструкції при витримуваних розрядних напругах класу від 6 кВ до 750 кВ, а також внаслідок перевитрати гідрофобного покриття при покритті їм гідрофобізованої поверхні електроізоляційної конструкції. При значеннях товщини гідрофобного покриття на ділянці від основи арматури до першого ребра на нижній поверхні ізоляційної деталі, що становить 200-800 мкм, забезпечується досягнення поставленої технічної задачі, що зменшує ймовірність перекриття гірлянди в забрудненому і зволоженому стані, а також підвищує надійність експлуатації гірлянд ізоляторів при атмосферних і промислових забрудненнях при витримуваних розрядних напругах класу від 6 кВ до 750 кВ. Суть технічного рішення пояснюється фіг. 1-3, на яких зображена електроізоляційна конструкція у вигляді опорно-стрижневого ізолятора (фіг. 1); на фіг. 2 показана електроізоляційна конструкція у вигляді двох послідовно розміщених опорно-стержневих ізоляторів; на фіг. 3 показана залежність розподілу напруженості електричного поля Е (кВ/см) уздовж поздовжньої осі опорно-стрижневого ізолятора. Електроізоляційна конструкція з різнотовщиним гідрофобним покриттям виконана у вигляді як мінімум одного ізолятора 1, який містить ізоляційну деталь, що складається зі стовбура 2 з ребрами 3 на бічній поверхні, з'єднану по обох кінцях з металевою арматурою, виконаною, наприклад, у вигляді фланців 4, за допомогою затверділої цементно-піщаної зв'язки 5, причому бічні зовнішні поверхні металевої арматури 4, а також зовнішня поверхня ізоляційної деталі покриті гідрофобним покриттям. Електроізоляційна конструкція виконана з різною товщиною гідрофобного покриття на різних ділянках її зовнішньої поверхні. Шукана товщина (показана на фіг. 1-2 пунктирною лінією) становить для зовнішньої бокової поверхні металевої арматури 4 ізолятора, що безпосередньо контактує з джерелом високої напруги, а також для ізоляційної деталі цього ізолятора на ділянці (І), позначеною пунктирною лінією, і розташованою від основи 6 металевої арматури 4, яка безпосередньо контактує з джерелом високої напруги, до її вершини 7 і далі уздовж зовнішньої поверхні ізоляційної деталі і до вершини найближчого ребра 8, але не далі ніж на 1/3 будівельної висоти (H cm ) електроізоляційної конструкції, величину 200-800 мкм, а на решті поверхні електроізоляційної конструкції, тобто від вершини найближчого ребра 8 і до основи 9 електроізоляційної конструкції - 80-400 мкм. Електроізоляційна конструкція складається з одного або більше ізоляторів, з'єднаних один з одним паралельно (на фіг. 1-3 не показано) або послідовно. При цьому ізоляційна деталь 4 UA 75369 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 виконана з порцеляни або скла і складається зі стовбура у формі тіла обертання, виконаного у вигляді суцільного або порожнистого стержня циліндричної або конічної форми. Електроізоляційна конструкція покрита гідрофобним покриттям на основі кремнієорганічного компаунда, який в невулканізованому стані характеризується життєздатністю при температурі від 15 °C до 35 °C в межах 15-60 хв, а в вулканізованому стані характеризується умовною розривною міцністю при розтягуванні не менше 0,55 МПа, відносним подовженням при розриві 14 х не менше 100 %, питомим об'ємним електричним опором не менше 3,0×10 Ом см, питомим 15 поверхневим електричним опором не менше 1,0×10 Ом, тангенсом кута діелектричних втрат при частоті 50 Гц не більше 0,008, електричною міцністю в дистильованій воді не менше 10 кВ/мм, а також міцністю зв'язку з металом при відшаруванні не менше 0,60 Н/м. Гідрофобне покриття в вулканізованому стані характеризується терміном служби, що становить не менше 10 років, при експлуатації в умовах перепаду температур від мінус 60° С до плюс 65° С і при робочих напругах 6-750 кВ. Гідрофобне покриття містить силіконовий низькомолекулярний каучук, наповнювач і отверджувач, причому як силіконовий низькомолекулярний каучук гідрофобне покриття містить каучук марки СКТН, як наповнювач воно містить як твердий наповнювач у вигляді гідрату окису алюмінію і сажі ацетиленової, так і рідкий наповнювач у вигляді низькомолекулярної кремнієорганічної рідини 119-215, а як отверджувач гідрофобне покриття містить метилтриацетоксисилан або К-10 С. При цьому гідрофобне покриття містить на 100,0 мас.ч. каучуку гідрат окисуалюмінію в кількості 5,0-15,0 мас.ч., сажу ацетиленову в кількості 0,5-2,5 мас.ч., низькомолекулярну кремнієорганічну рідину 119-215 у кількості 1,25-2,5 мас. ч., метилтриацетоксисилан в кількості 2,5-6,5 мас.ч. Аналізуючи наведену в правій частині фіг. 3 залежність розподілу напруженості електричного поля Е, кВ / см, починаючи від вершини 7 металевого фланця 4, уздовж поздовжньої осі опорно-стрижневого ізолятора 1, можна помітити, що вищевказана залежність є експоненціально спадною. При цьому в зоні, що простягається від основи фланця, і яка безпосередньо контактує з джерелом високої напруги, до вершини третього ребра напруженість електричного поля Е складає від 2 кВ/см до 11 кВ/см. Це призводить до виникнення коронування і появи поверхневих часткових розрядів в умовах забруднення і зволоження. При цьому в зоні максимальної напруженості електричного поля Е, а саме біля вершини 7 металевого фланця 4, товщина наносимого гідрофобного покриття є максимальною. Результати проведених випробувань електроізоляційних конструкцій заявлюваної геометрії на допустиму робочу напругу і напруженість електричного поля підтверджують зниження вірогідності перекриття гірлянд ізоляторів в результаті забруднення щонайменше на 15-20 %. Джерела інформації: 1. Патент UA№52677. МПК(2009) Н01В 17/02. Опубл. 10.09.2010, Бюл. № 17. 2. Ким Ен Дар, П.Е.Пономарев. Опыт эксплуатации кремнійорганічного покрытия холодного твердіння на подстанциях энергосистем Украины//Электрические сети и системы.-2006. - №3. С. 32-35. 3. Неруш Л.С. Опыт эксплуатации изоляции оборудования подстанций в зоне загрязнения промышленными уносами // Энергетика и электрификация.-1989. - № 3. - С. 37-38. 4. Андриевский В.Н., Голованов А.Т., Зеличенко АС. Эксплуатация воздушных линий электропередачи - М., Энергия, 1976.-616 с. 5. Мерхалев С.Д. Влияние конфигурации изоляторов на выбор длины гирлянды ВЛ / Мерхалев С.Д., Соломоник Е.А. // Электрические станции.-1968. - № 7. - С. 89-93. 6. Агафонов В.М. Опыт эксплуатации изоляции в условиях загрязненной атмосферы / Агафонов В.М., Панасюк Д.И. // Энергетик.-1986. - №7. - С. 22-23. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 1. Електроізоляційна конструкція з різнотовщинним гідрофобним покриттям, рідким або пастоподібним в початковому стані, виконана у вигляді як мінімум одного ізолятора, який містить ізоляційну деталь, що складається зі стовбура з ребрами або без ребер на бічній поверхні, з'єднану по обох кінцях з металевою арматурою, виконаною, наприклад, у вигляді фланця, за допомогою затверділої цементно-піщаної зв'язки, причому бічні зовнішні поверхні металевої арматури, а також зовнішня поверхня ізоляційної деталі покриті гідрофобним покриттям, яка відрізняється тим, що електроізоляційна конструкція виконана з різною товщиною гідрофобного покриття на різних ділянках її зовнішньої поверхні, яка становить для зовнішньої бічної поверхні металевої арматури ізолятора, що безпосередньо контактує з 5 UA 75369 U 5 10 15 20 25 30 35 джерелом високої напруги, а також для ізоляційної деталі цього ізолятора на ділянці, яка розташована від основи металевої арматури, що безпосередньо контактує з джерелом високої напруги, уздовж зовнішньої поверхні ізоляційної деталі і до вершини найближчого ребра, але не далі ніж на 1/3 будівельної висоти електроізоляційної конструкції, величину 200-800 мкм, а на решті поверхні електроізоляційної конструкції - 80-400 мкм. 2. Електроізоляційна конструкція за п. 1, яка відрізняється тим, що вона складається з двох або більше ізоляторів, з'єднаних один з одним паралельно або послідовно. 3. Електроізоляційна конструкція за п. 1, яка відрізняється тим, що ізоляційна деталь виконана з порцеляни або скла. 4. Електроізоляційна конструкція за п. 1, яка відрізняється тим, що ізоляційна деталь складається зі стовбура у формі тіла обертання, виконаного у вигляді суцільного або порожнистого стержня циліндричної або конічної форми, виконаного без ребер або з ребрами на бічній поверхні. 5. Конструкція за п. 1, яка відрізняється тим, що вона покрита гідрофобним покриттям на основі одно- або двопакувального кремнієорганічного компаунда холодного твердіння, який у невулканізованому стані характеризується життєздатністю при температурі від 15 °C до 35 °C в межах 15-60 хв, а в вулканізованому стані характеризується умовною розривною міцністю при розтягуванні не менше 0,55 МПа, відносним подовженням при розриві не менше 100 %, 14 питомим об'ємним електричним опором не менше 3,0х10 Ом х см, питомим поверхневим 15 електричним опором не менше 1,0×10 Ом, тангенсом кута діелектричних втрат при частоті 50 Гц не більше 0,008, електричною міцністю в дистильованій воді не менше 10 кВ/мм, а також міцністю зв'язку з металом при відшаруванні не менше 0,60 Н/м. 6. Конструкція за п. 1, яка відрізняється тим, що вона покрита гідрофобним покриттям, яке в вулканізованому стані характеризується терміном служби, що становить не менше 10 років, при експлуатації в умовах перепаду температур від мінус 60° С до плюс 65° С і при робочих напругах 6-750 кВ. 7. Конструкція за п. 5, яка відрізняється тим, що вона покрита гідрофобним покриттям, яке містить силіконовий низькомолекулярний каучук, наповнювач і отверджувач, причому як силіконовий низькомолекулярний каучук гідрофобне покриття містить каучук марки СКТН, як наповнювач воно містить як твердий наповнювач у вигляді гідрату окису алюмінію і сажі ацетиленової, так і рідкий наповнювач у вигляді низькомолекулярної кремнієорганічної рідини 119-215, а як отверджувач гідрофобне покриття містить метилтриацетоксисилан. 8. Конструкція за п. 7, яка відрізняється тим, що вона покрита гідрофобним покриттям, яке містить на 100,0 мас.ч. каучуку, гідрат окису алюмінію в кількості 5,0-15,0 мас.ч, сажу ацетиленову в кількості 0,5-2,5 мас.ч., низькомолекулярну кремнієорганічну рідину 119-215 у кількості 1,25-2,5 мас. ч., метилтриацетоксисилан в кількості 2,5-6,5 мас.ч. 6 UA 75369 U 7 UA 75369 U Комп’ютерна верстка М. Мацело Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 8

Дивитися

Додаткова інформація

Назва патенту англійською

Insulating structure with hydrophobic coating of variable thickness

Автори англійською

Taran Volodymyr Mykolaiovych

Назва патенту російською

Электроизоляционная конструкция с разнотолщинным гидрофобным покрытием

Автори російською

Таран Владимир Николаевич

МПК / Мітки

МПК: H01B 17/50, H01B 19/00, H01B 17/02

Мітки: гідрофобним, конструкція, електроізоляційна, різнотовщинним, покриттям

Код посилання

<a href="https://uapatents.com/10-75369-elektroizolyacijjna-konstrukciya-z-riznotovshhinnim-gidrofobnim-pokrittyam.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Електроізоляційна конструкція з різнотовщинним гідрофобним покриттям</a>

Подібні патенти