RU2366024C1

RU2366024C1 - Electrically insulating rod

Info

Publication number: RU2366024C1
Application number: RU2008119247/09A
Authority: RU
Inventors: Евгений Валерьевич Прохоренко (RU); Евгений Валерьевич Прохоренко; Сергей Иванович Одокиенко (RU); Сергей Иванович Одокиенко; Иван Александрович Лебедев (RU); Иван Александрович Лебедев
Original assignee: Евгений Валерьевич Прохоренко
Priority date: 2008-05-15
Filing date: 2008-05-15
Publication date: 2009-08-27

Abstract

FIELD: electrical engineering.

SUBSTANCE: invention relates to electrical engineering, more specifically to design of electrically insulating rods, and can be used in high-voltage switching devices. The rod has an axisymmetric structure with a membrane made from elastic dielectric material, the surface of which is formed by solids of rotation, insert cylindrical elements, two rods on the axis of the membrane. The end of the rods is hemispherical.

EFFECT: reduced size and increased reliability of the electrically insulating rod.

3 dwg

Description

Изобретение относится к области электротехники, в частности к конструкциям электроизоляционных тяг, которые применяются в высоковольтных коммутационных аппаратах.The invention relates to the field of electrical engineering, in particular to designs of electrical insulating rods that are used in high-voltage switching devices.

Известна изоляционная тяга для высоковольтных аппаратов (авторское свидетельство SU № 1174995, приоритет от 29.01.1982 г., кл. Н01В 33/66), состоящая из металлических муфт и стеклопластикового стержня, с цилиндрическим отверстием и щелеобразной выемкой в муфте, выполненными вдоль оси стержня, причем в муфту введена дополнительная деталь с коническим элементом при помощи резьбы в муфте.Known insulating traction for high-voltage devices (copyright certificate SU No. 1174995, priority date 01.29.1982, class Н01В 33/66), consisting of metal couplings and a fiberglass rod, with a cylindrical hole and a slot-like recess in the coupling, made along the axis of the rod moreover, an additional part with a conical element is introduced into the coupling by means of a thread in the coupling.

Недостатком известного технического решения являются значительные габариты узла за счет введенной в муфту дополнительной детали, снабженной распорным коническим элементом, и отсутствие возможности герметизации изолируемых элементов.A disadvantage of the known technical solution is the significant dimensions of the node due to the additional part introduced into the coupling, equipped with a spacer conical element, and the inability to seal the insulated elements.

Известен полимерный изолятор (авторское свидетельство SU № 1661847, приоритет от 02.01.1989, кл. Н01В 17/14), состоящий из заделанной в полимерное изоляционное тело металлической арматуры с цилиндрическим утолщением со сферической выпуклостью. Выравнивание электрического поля осуществляется за счет электропроводящего экрана.A polymer insulator is known (copyright certificate SU No. 1661847, priority date 02.01.1989, class Н01В 17/14), consisting of a metal reinforcement embedded in a polymer insulating body with a cylindrical bulge with a spherical bulge. The alignment of the electric field is carried out by an electrically conductive screen.

Недостатками известного технического решения являются отсутствие возможности герметизации изолируемых элементов и большие габариты устройства.The disadvantages of the known technical solutions are the lack of sealing of insulated elements and the large dimensions of the device.

Наиболее близким по конструкции изобретением является изоляционная тяга (патент RU № 2251172, приоритет от 22.01.2003 г., кл. Н01Н 33/66, Н01Н 3/04), содержащая изоляционный стержень и закрепленный в изоляционном стержне закладной элемент, при этом закладной элемент выполнен в виде конуса с уменьшающимся вдоль оси изоляционного стержня к его центру диаметром. Крепление закладной детали в теле изолирующего стержня осуществляется за счет конусного профиля на закладной детали и соответствующих пазов на изоляционном стержне.The closest invention is an insulating rod (patent RU No. 2251172, priority date 01.22.2003, class Н01Н 33/66, Н01Н 3/04), which contains an insulating rod and a fixed element fixed to the insulating rod, while the embedded element made in the form of a cone with a diameter decreasing along the axis of the insulating rod to its center. Fastening of the embedded part in the body of the insulating rod is carried out due to the conical profile on the embedded part and the corresponding grooves on the insulating rod.

Недостатком технического решения являются большие габариты изоляционной тяги, необходимые для надежной изоляции штоков друг от друга и отсутствие возможности герметизации изолируемых элементов.The disadvantage of the technical solution is the large dimensions of the insulating rod, necessary for reliable isolation of the rods from each other and the lack of sealing of insulated elements.

Задача изобретения - уменьшить габариты изоляционной тяги, повысить надежность ее работы.The objective of the invention is to reduce the dimensions of the insulating rod, to increase the reliability of its work.

Технический результат обеспечивает возможность уменьшения габаритных размеров, увеличение надежности работы изолятора за счет применения эластичной изолирующей мембраны со штоками со сферическими наконечниками.The technical result provides the possibility of reducing overall dimensions, increasing the reliability of the insulator due to the use of an elastic insulating membrane with rods with spherical tips.

Технический результат достигается за счет конструктивных особенностей изолятора, а именно эластичная мембрана электроизоляционной тяги обеспечивает необходимый путь утечки, обеспечивает герметизацию объемов, штоки со сферическими наконечниками уменьшают старение изоляции, повышают эксплуатационную надежность электроизоляционной тяги.The technical result is achieved due to the design features of the insulator, namely, an elastic membrane of electrical insulating traction provides the necessary leak path, provides sealing of volumes, rods with spherical tips reduce insulation aging, and increase the operational reliability of electrical insulating traction.

Применение композиции твердых и эластичных изоляционных материалов в качестве изолирующего элемента способствует сокращению размеров тяги за счет разделения изолируемых элементов с помощью, как минимум, одного слоя твердого или эластичного диэлектрика. Плотная заделка краев электроизоляционной тяги позволяет избежать образования науглероживающихся дорожек на ее поверхности и за счет этого уменьшить габариты узла. Достигается плотная заделка краев электроизоляционной тяги за счет формы краев эластичной мембраны, близкой в разрезе к форме эллипсов, а также за счет ответных пазов соответствующей конфигурации в герметизируемой конструкции. Место стыка элементов конструкции выключателя и мембраны предлагается дополнительно герметизировать с помощью диэлектрического компаунда. Герметизация объемов с помощью предлагаемой конструкции электроизоляционной тяги способствует созданию коммутационных аппаратов, имеющих в своем составе приводы, элементы которых полностью изолированы от внешней среды, что позволяет исключить попадание влаги и пыли внутрь привода и повышает надежность выключателя в целом.The use of a composition of solid and elastic insulating materials as an insulating element helps to reduce traction by separating the insulated elements with at least one layer of a solid or elastic dielectric. Tight sealing of the edges of the electrical insulating traction avoids the formation of carbonized paths on its surface and thereby reduce the dimensions of the assembly. A tight seal of the edges of the insulating traction is achieved due to the shape of the edges of the elastic membrane, close in cross section to the shape of ellipses, and also due to the response grooves of the corresponding configuration in the sealed structure. The junction of the structural elements of the switch and the membrane is proposed to be additionally sealed with a dielectric compound. Sealing volumes using the proposed design of electrical insulating traction contributes to the creation of switching devices incorporating drives, the elements of which are completely isolated from the external environment, which eliminates the ingress of moisture and dust into the drive and increases the reliability of the circuit breaker as a whole.

Поставленная задача решается за счет того, что предлагаемое устройство имеет осесимметричную конструкцию с мембраной из эластичного диэлектического материала, поверхность которой образована телами вращения, закладными цилиндрическими элементами, двумя штоками на оси мембраны. Окончания штоков имеют форму полусфер.The problem is solved due to the fact that the proposed device has an axisymmetric design with a membrane of elastic dielectric material, the surface of which is formed by rotation bodies, embedded cylindrical elements, two rods on the axis of the membrane. The ends of the rods are in the form of hemispheres.

На фиг.1 изображен общий вид мембраны, на фиг.2 - распределение линий напряженности электрического поля (силовых линий) и линий одинакового потенциала (эквипотенциалей) в электроизоляционной тяге. На фиг.3 изображен разрез электроизоляционной тяги в двух положениях: в положении при сдвиге вдоль оси симметрии относительно нормального положения в двух различных направлениях.Figure 1 shows a General view of the membrane, figure 2 is a distribution of lines of electric field strength (force lines) and lines of the same potential (equipotentials) in an electrical insulating rod. Figure 3 shows a section of an electrical insulating rod in two positions: in a position when shifted along the axis of symmetry relative to a normal position in two different directions.

Электроизоляционная тяга, изображенная на фиг.1, состоит из составного закладного элемента и эластичной мембраны 4. Закладной элемент состоит из металлических штоков 1 и 2 и закладного элемента 3 из твердого изоляционного материала. Эластичная мембрана 4 изолирует герметизируемые объемы 5 и 6.The electrical insulation rod shown in Fig. 1 consists of a composite embedded element and an elastic membrane 4. The embedded element consists of metal rods 1 and 2 and the embedded element 3 of solid insulating material. The elastic membrane 4 isolates the sealed volumes 5 and 6.

Плотность линии напряженности электрического поля (силовых линии) 7 на фиг.2 на концах штоков 1 и 2 и модуль вектора напряженности электрического поля у поверхности штоков уменьшены за счет формы полусфер. Это позволяет сократить расстояние между штоками при той же разности потенциалов, уменьшить габариты узла в целом.The density of the electric field (power lines) 7 in FIG. 2 at the ends of the rods 1 and 2 and the modulus of the electric field vector at the surface of the rods are reduced due to the shape of the hemispheres. This allows you to reduce the distance between the rods with the same potential difference, reduce the dimensions of the node as a whole.

Устройство работает следующим образом: при воздействии силы F1 на шток 1 происходит упругая деформация мембраны 4 и происходит сдвиг штоков 1 и 2 и закладного элемента 3 в направлении действия силы F1 (контур устройства в этом положении обозначен 8). Аналогичным образом устройство работает при приложении силы F2 к штоку 2, контур устройства в этом состоянии обозначен 9. При пропадании силы F1 или силы F2 мембрана возвращается в нормальное недеформированное состояние.The device operates as follows: when the force F1 acts on the rod 1, the membrane 4 is deformed elasticly and the rods 1 and 2 and the embedded element 3 are shifted in the direction of the force F1 (the device circuit in this position is marked 8). Similarly, the device operates when a force F2 is applied to the stem 2, the circuit of the device in this state is designated 9. If the force F1 or the force F2 disappears, the membrane returns to its normal undeformed state.

При приведении устройства в деформированное состояние 9 мембрана 4 оказывается усилие за счет своей упругости на шток 2 в направлении действия силы F1, например, на контакт вакуумной камеры, прикрепленной к штоку 2, или на другое устройство, которое приводится в движение с помощью предлагаемой электроизоляционной тяги.When the device is brought into a deformed state 9, the membrane 4 exerts a force due to its elasticity on the rod 2 in the direction of the force F1, for example, on the contact of the vacuum chamber attached to the rod 2, or on another device that is driven by the proposed electrical insulating rod .

Заявляемая электроизоляционная тяга имеет уменьшенные размеры при повышении надежности работы электроизоляционной тяги в целом.The inventive electrical insulation rod has a reduced size while increasing the reliability of the electrical insulation rod as a whole.

Claims

Electrical insulating rod containing metal rods, embedded element of solid insulating material, a membrane of elastic insulating material, characterized in that it is possible to seal the insulated elements, the ends of the metal rods are hemispherical, the membrane is made of elastic and elastic material, the design is axisymmetric and formed by bodies rotation.