Способ изготовления изолятора из пластмассы

(Я 1 Н ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ЕНТУ 370/24451/247.81.76 кл.2 и и ИТИ,систе19763543 свидетельство С 01 В 19/00, 0854)(57) 1. СПОСОБ ИЗГОТО ЯТОРА ИЗ ПЛАСТМАССЫ, при есущий вертикально перем ЕНИЯ ИЗОоторомаемый 3 ь ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ(21) (62) (22) (23) (46) (72) Риха и Пал (71) Инте и В (53) 3307 072429 0717,020. 1215.09.84. Бюл.34Апайош Богнар, Андорне Келемен,д Лейер, Михаль ПаулусСаплонцай (ВНР),Вилламошэнергиаипари Кутатоет, Мюаньагипари Кутато Интезетилламошипари Кутато Интезет (ВНР)621,3 15(088.8)1. Заявка ФРГ2044179,1 с 13/04, 1974.Электрические станции, сетмы, Экспресс-информация ВИН6, с. 8-9.Авторское ССР019, кл. Н 01.76 стержень охватывают разъемной соответствующей профилю юбочных элементов формой, в последнюю подают дозированное количество пластмассы, формуют юбочный элемент, отверждают его на стержне, после чего форму размыкают и стержень перемещают на необходимое расстояние, о, т л,и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения производительности при одновременном повышении качества, используют нагретую Форму с плос- . костью разъема, параллельной оси стержня, производят одновременное ф мование нескольких юбочных элементо отверждение по меньшей мере одного крайнего юбочного элемента производят до гелиевого состояния, при этом стержень перемещают, оставляя гелиеобразный элемент в зоне формы2. Способ по п. 1, о т л и ч а щ и й с я тем, что пластмассу в Форму подают снизу.Изобретение относится к электротехнике, а именно к способам.изготовления изолятора из пластмассы.Известно, что применение изоляторов из пластмассы для наружной установки - по сравнению с обычными изоляторами нз фарфора и стекла - имеет технические и экономические преимущества благодаря их механическим и электрическим свойствам, неболь О шому весу и простоте монтажа.В виде армированных стекловолокном пластмассовых стержней плотно без промежутка размещенных пластмассовых изолирующих юбочных элементов могут 15 быть выполнены изоляторы для столбов электросетей среднего и высокого напряжения и другие изолирующие конструкции (траверсы, инструменты для работы на линиях под напряжением) . 20До настоящего времени не был решен вопрос о долговечности, стойкости против.электроэрозии, в частности при работе в загрязненной окружающей среде изолирующих материалов 25 для изоляторов наружной установки. До сих пор также не была найдена так называемая оптимальная форма изоляторов, которая могла бы предотвращать в пластмассовом изоляторе с ЗО загрязненной поверхностью возникновение, существование и увеличение поверхностных разрядов.Известно множество решений, согласно которым повышается стойкость35 против загрязнения изоляторов из пластмассы путем увеличения количества юбочных элементов одинакового диаметра, однако эти решения эффективны в определенных пределах, так как при увеличении числа этих элементов одновременно должно быть уменьшего расстояние между отдельными юбками, за счет чего увеличивается опасность загрязнения и смачивания дождем поверхности между ними; с другой стороны, в связи с этим могут развиваться способы изготовления пластмассовых изоляторов для наружной установки (продольные изоляторы для столбов).. Юбочная система продольных изоляторов из пластмассы чаще всего выполняется в виде отдельных юбок. Изготовленный по известному спо собу изоляционный элемент - юбка - надевается на стержень постепенно сверху вниз и пластмасса при полностью открытой сверху форме садится на него 1 1 3.Однако согласно этому способу изоляторы могут быть изготовлены с юбками только одинакового диаметра. Точность размера изготовленных таким образом юбок не удовлетворительна, с одной стороны, на свободной стороне усадка довольно велика, с другой стороны, литейная форма не всегда располагается в горизонтальном положении, между отдельными юбками существует резкий переход, в результате чего могут появляться начальные трещины.Другой недостаток известного способа состоит в том, что соединение отдельных юбок друг с другом является источником множества ошибок; так, например, в случае, когда для 400 Вт изолятора отливается 100 щитков, то только одно безупречное соединение оказывается на 99 случаев.Известен также способ изготовленияпродольных пластмассовых изоляторов,согласно которому юбки изготовляют1 отдельно и нанизывают на несущийнагрузку сердечник один за другим.Юбки склеивают друг с другом и ссердечником 2 3Недостаток этого способа состоитв том, что при склеивании неизбежно появляются воздушные включения,значительно сокращающие срок службыизоляторов; этим объясняется в основном ограниченность примененияспособа.Наиболее близким к изобретениюявляется способ изготовления изоляторов, согласно которому несущий вертикально перемещаемый стержень охватывают разъемной соответствующейпрофилю юбочных элементов формой,в последнюю подают дозированноеколичество пластмассы, формуют юбочный элемент, отверждают его на стержне, после чего форму размыкают истержень перемещают на необходимоерасстояние 3.1.,Целью изобретеиия является повышение производительности при одновременном повышении качества.Эта цель достигается тем, что используют нагретую форму с плоскостью разъема, параллельной оси стержня, производят одновременное формование нескольких юбочных элементов, отверждение по меньшей мере одногоБесконечные стержни пропускают через скобу 5 в зону предварительного нагрева 6 снизу; далее подогретый стержень проходит в литейную форму 7, показанную на третьем уровне, температура которой непрерывно регулируется с помощью устройства 8. Подача пластмассы для юбок из смесителя 9 обеспечивается регулирующим клапаном 10. После затвердевания юбок, образующих изолирующий стержень, камера разбирается с помощью устройства 11, иначе говоря, снимается, с.помощью скобы 5готовый изолирующий стержень и подается в зону закалки 12. Устройство 13, расположенное на втором уров" 3 1114крайнего юбочного элемента производят до гелиевого состояния, нри этомстержень перемещают, оставляя гелиеобразный элемент в зоне формы.Предпочтительно пластмассу в форму подают снизу.Иа фиг, 1 схематически изображенизолятор из пластмассы согласноизобретению, частичный разрез; нафиг. 2 - конструкция установки для 10осуществления способа согласно изобретению, разрез по вертикали; нафиг. 3 - часть установки на фиг. 2в увеличенном масштабе.Как видно из фиг. 1, на несущийстержень 1 наносят пластмассовый слой2, охватывающий названный сердечник,и пластмассовый юбочный элемент,образующие тем самым одно целое,из которых юбка 3 имеет больший, а 20юбка 4 меньший диаметр, и которыеизготовлены из гибкой устойчивойпротив электроэрозии пластмассы.Юбки 3, 4 неодинаковы, За юбочным элементом 3 большего диаметра 25следуют одна или несколько юбок 4с меньшим диаметром, после чего,с другой стороны, расположена юбка 3большего диаметра. Юбки 4 меньшегодиаметра, которые расположены междудвумя юбками 3 большего диаметра,размещены на одинаковом или разномрасстоянии друг от друга, иначе говоря, от юбок 3,Согласно описанному здесь примеруисполнения юбочные элементы 3 и 4размещены так, чтобы они располагались асимметрично относительноплоскости, проходящей перпендикулярно оси изолирующего сердечника, при 40этом верхние поверхности изолирующих юбочных элементов 3 и 4 состоятиз соприкасающихся друг с другом вогнутых, выпуклых и плоских поверхностей, между тем как нижняя плоскость 4изолирующих юбок 3, 4 расположенаперпендикулярно оси изолятора.Изолирующий юбочный элементвыполнен так, чтобы мог быть обеспечен длинный путь скольжения, одновременно изолятор обладает хорошей спо-собностью самоочистки,В связи .с образованием непрерывного пути движения полукруглые части, образующиеся на загрязненном изоля- И торе между поочередно расположенными юбками, вынуждены увеличивать дугообразные части во время их непрерыв 356 4ного движения. Края юбок, на которых полукруглые части могут трескаться, смещены в пространстве, в результате увеличения длины полукруглых частей обеспечивается их угасание.В частности, в условиях капель- ного загрязнения, например при снеге или дожде, могут применяться юбки, расположенные в чередующемся порядке,Решение, обеспечивающее стекание капель с верхней изолирующей юбки 3 большего диаметра, не может вызвать короткое замыкание на длинном, хорошо защищенном пути стекания под верхней юбкой 3, так как с одной стороны, между большими юбками 3, существует большое расстояние быстрого перехода, а с другой стороны - его край расположен далеко оттуда. Вследствие несимметричного размещения юбок согласно изобретению, могут - по сравнению с известными симметрично расположенными юбками - быть обеспечены значительные преимущества в отношении поведения.в загрязняющей среде, т.к. на таких юбках не может образоваться или может образоваться с большим трудом мокрый слой.Образование пластмассового слоя, покрывающего несущий стержень 1 изолятора, имеет очень важное зна" чение. В эксперименте толщина названного пластмассового слоя ни в коем случае не может быть меньше установленной критической величины 2 мм.Несущие стержни изоляторов из пластмассы представлены на верхнем уровне бесконечными стержнями 1.не, делит изолирующую конструкцию наотрезки заданной длинЫ.Пластмассовые изоляторы, распределенные по размерам, доставляютсятранспортным средством 14 в ту 5часть предприятия, где монтируетсяарматура,На Фиг. 3 представлена системаюбок изолятора из пластмассы, отлитых в камере 7 с расположенным здесьже механизмом управления. Изоляционный материал или смесь материалов,образующих щитки, подается в вакуумный смеситель 9, вакуумный смеситель 9 может представлять собой концевой смеситель большой обогатительнойустановки и может быть снабжен дозирующим приспособлением.После соответствующего удалениявоздуха смесь, находящаяся еще вжидком состоянии, подается под избыточным давлением, которое регулируется клапаном 10, через запорный элемент 15 в Форму 7, разделенную вертикальной плоскостью.Несущий стержень 1 изолятора изпластмассы подается заранее в Форму7. Изоляционный материал, поступающий снизу вверх и выталкивающий передсобою воздух, заполняет Форму 7. Пос- З 0ле того, как форма полностью перепущена, окончательно закрывают запирающую втулку 16, после чего пластмасса,находящаяся еще в текучей фазе обрабатывается смесителем 9 под давле- З 5нием до тех пор, пока в камере неначнется гелиеобраэование, иначе говоря, затвердевание. 20 С точки зрения распределения тем пературы, наблюдаемой здесь, форма состоит иэ двух основных частей: температура верхней части ниже, чем температура линейной формы 7, чтоопределяет затвердевание формирующихся здесь юбок только до гелиеобразного состояния, между тем, как в другой части формы юбки затвердевают полностью, Затем Форму 7 открывают с помощью устройства 11.50После соответствующей отправки готовых изолирующих стержней формуют нижнюю юбку следующего участка заготовки, эатвердевающего только до гелиеобразного состояния на продвигающемся вперед отрезке; при следующей операции отливки производят окончательное затвердевание вместе с остальными изолирующими юбками и цикл может быть повторен снова.Благодаря применению предлагаемого способа можно изготовлять изоляторы заданной длины для различных уровней напряжений в пределах между 20-750 кВ или еще выше в зависимости от длины стержней, соединяемых на верхнем уровне,П р и м е р 1, Несущий стерженьйзолятора из пластмассы выполненв виде армированного стекловолокномстержня диаметром 25 мм, стерженьсостоит из 70 вес.ч. стекловолокнаи 30 вес.ч. полиэфира или эпоксидного компонента.Армированный стекловолокномстержень после подогрева до 110 Свводится в камеру, которая нагретадо 110 С.Пластмассовые изолирующие юбкиизготовляются методом отливки иэпригодной для наружного примененияциклоалифатической эпоксидной смолы, которая сохраняет свою гибкость после затвердевания по крайней мере до -25 С (увеличение трещинпри -25 С составляет по крайней мере 2 Е). Компоненты литьевой смолыуравновешиваются в нагреваемом вакуумном смесителе, На 100 вес,ч, циклоалифахической эпоксидной смолы приходится 100 вес.ч. кремневодородистой кварцевой муки и 100 вес.ч, тригидрата алюминия в качестве наполнителей. После получения при 80 Св атмосфере вакуума гомогенной смесив смесь добавляют 70 вес.ч. агентасшивки.и 2 вес.ч. ускорителя; послесоответствующего перемешивания состав, температура которого достигает80 С, вводится под давлением в литейную камеру с температурой 110 С, гдепроисходит эатвердевание под давлением в 3-4 атм.Через 20 мин камеру можно былоотключать,Полученный таким образом изолятор иэ пластмассы выдерживается вследующей зоне эатвердевания, температура которой достигает 120 С, гдепроисходит окончательное отвердение,в результате чего получают изоляториз пластмассы в виде стержня длиною3,6 м для напряжения 400 кВ примерно за 1 ч,П р и м е р 2, Для изготовленияизолирующих юбок используется си135 10500 50/49 7 111435 ликононый каучук с добавками агента сшивки и ускорителя, который выдерживается в вакууме и может отверждаться в горячей закрытой прессформе; изготовленные таким образом юбки сохраняют свою гибкость по крайней мере до -50 С.Смесь, состоящая из силиконового каучука, ускорителя и агента сшивки, выдерживается при комнатной темпера туре в течение 10 мин, в вакууме, после чего вводится в литейную камеру, нагретую до 70 С, будучи предварительно нагретой до 70 С, армированный стекловолокном стержень по примеру 1 вво дится в литейную камеру с помощью плоского транспортирующего средства. Через 20 мин перепускания камеру можно отключать. При изготовлении юбок, из такого материала горячее затвер девание происходит быстрее.На изоляторах из пластмассы, изготовленных по примерам 1 и 2, с длиною стержня 77 мм, устанавливается изготовленная из ковкого чугуна 25 стальная арматура.Зажатие стержней в арматуре, снабженной внутренней конической втулкой, обеспечивается посредством конических шпонок и с помощью склеивания ЗО эпоксидной смолой, установленная арматура покрывается силиконовым материалом для защиты от влаги.Основные геометрические размеры, результаты электрических и механи 35 ческих испытаний на прочность длинных пластмассовых стержневых изоляторов для напряжения 400 кВ следующие.Геометрические размеры:Установочнаядлина, мм 3544Диаметр большей юбки, ммДиаметр меньшей юбки, мм 95Сквозная проходящая дорожка, ммКоличество юбокДиаметр корпуса, мм 34ная разрушающая и тянущая нагрузка установленная путем измерений, тОтносительный разброс тянущей-разрушающей нагрузки, т 24,7 Преимуществом изобретения является возможность серийного изготовления изоляторов высокого напряжения из пластмассы любой длины, причем иэделие обладает постоянным качеством, обеспечивает минимальный брак и в готовом виде свободно от механического напряжения, на поверхностях нет ни воздушных пустот, ни неровностей, кроме того, внутри изоляторов нет ни трещин, ни воздушных включений Способ легко автоматизировать. 6 8Расстояниемежду большимиюбками, мм 65Расстояние между большей именьшей юбками, мм 35Результаты измерений на электрическую прочность:а) 507-ное пробивное напряжение равно при распределительном напряжении положительной полярности (250/2500) 1475 кВ;б) 50 Е-ное пробивное напряжение составляет при импульсном напряжении положительной полярности (1,2/50) 17 10 кВ;в) пробивное напряжение промьппленной частоты равно в мокром состоянии 914 кВ;д) при слое загрязнения, при удельной проводимости 20, при напряжении 242 кВ с промышленной частотой в изоляторе пробоя не наблюдается, вследствие чего изолятор пригоден, кроме того, для работы в загрязнен- ной среде.