201170. lajstromszámú szabadalom • Műgyanta szigetelő villamosipari célokra
1 HU 201170 B 2 A most bemutatott műgyanta szigetelő működése semmiben sem tér el a hagyományostól, így különösebb ismertetése nem szükséges. Meg kell viszont említeni, hogy a kialakítás következtében a 2 szigetelő test legkisebb keresztmetszete, (a 4, illetve 5 vállnál) jelentősen megnövekedett a korábbi műgyanta szigetlőkhöz képest. így lényegesen nagyobb lett a műgyanta szigetelő terhelhetősége. Bár a szilárdsági méretezések ismertek és a találmányunk szerinti műgyanta szigetelőnél sem kell mást alkalmazni, a teljeség kedvéért röviden bemutatjuk az elvét is. A műgyanta szigetelje méretezése összetett feladat, számos igénybevételt és körülményt kell figyelembe venni. Ezek közül csak a mechanikai és villamos szilárdságtani kérdésekre térünk ki Az eljárás az, hogy a szigetelő test és a fémbetét alakját, méretett elemi villamos és mechanikai szilárdságtani számítások és megfontolások figyelembevételével felvesszük, majd kísérleti úton vizsgáljuk és az optimum (műszaki és gazdasági) irányába módosítjuk és ellenőrizzük. Az elemi számításokon alapuló felvételezés általában iteratív, mert pl. hajlított szigetelőnél a szigetelő hossza, a keresztmetszeti méretek összefüggésében vannak a zsinórtávolsággal, ugyanakkor ezen méretek megváltoztatása az elemi úton számítható hajlító mechanikai feszültséget is megváltoztatják, továbbá már itt célszerű figyelembe venni a fémbetét, a műgyantának a szigetelőtestet gyengítő hatását. Itt egymással ellenétetesen ható tényezőkkel is kell számolnunk, pl. a szigetelő test hosszának növelésével nő az átívelés elleni biztonság, de csökken a mechanikai igénybevezetőség, egy adott betéthossz esetén. A fémbetét alakját és méreteit első lépésben meghatározandó, az alábbiak szerint célszerű eljárni: A váliak oldalfeiületeken egyenletes eloszlású erőátadást feltételezünk, csak húzásnál vagy nyomásnál, csak egyirányú és azonos méretekkel jellemezhető oldalfelületeket veszünk fel (pl. nyomásnál on = a« = 90'). Váltakozva fellépő húzás és nyomás esetén a húzást, illetve nyomást felvevő oldalfelületek arányai feleljenek meg a húzó-nyomóerő aránynak. Ezeknek a kettős kúpos oldalfelületeknek a méretei legyenek azonosak. Csak hajlítás esetén a kettős kúpos okklfeliletiek alapjukra tükrösek (at = ßt; a« - ß») és egyformák legyenek. A fémbetét (fémbetétek) teljes hosszát illetően mechanikai szempontból minél nagyobb méret volna általában kívánatos. Ezt azonban korlátozza - a betét alakjától is függő - villamos tér, illetve maximális térerősség, összefüggésben a műgyanta átütési szilárdságával. Első lépésben ezért közelítőleg, á fémbetétek csúcscsúcs (hiperboloid csúcs) elrendezéssel közelítve meghatározható egyszerű számítással a fémbetétek közötti minimális távolság. Húzott-nyomott műgyanta szigetelőknél a szigetelőtest hosszának ismeretében értelemszerűen a két végen lévő fémbetétet egyforma hosszúra választva, a fémbetét hossza első közelítésben adódik. A hajlításra igénybevett műgyanta szigetelőnél a felső fémbetét hosszát a szerelvény megtartásához szükséges minimálisra választva - a szigetelőtest hosszának ismeretében, amely a szükséges zsinórtávolságból adódik - meghatározható első közelítésben, az alsó tartószerkezetre történő felfogást biztosító fémbetét hossza is. A fémbetétek keresztmetszeti méreteinek meghatározásánál az alábbi szempontokat kell Figyelembe venni: Célszerű a szigetelő test szilárd megfogását biztosító fémbetét keresztmetszetekből kiindulni, és ezzel összhangban a váliak palást-alkotóinak szögeit ügy meghatározni, hogy egyenletes terhelés felvételt feltételezve, a fémbetét és a műgyanta felületén kialakuló érintkezési feszültség biztonsággal ne haladja meg a műgyanta mechanikai határfeszültségét. A fémbetét és a szigetelő test méreteit mechanikai szilárdság szempontjából meghatározandó, optimálisam módosítandó kísérteti eljárásnak az ismert feszüfeégoptikai vizsgálat nevezhető célszerűnek. Ekkor is a komplett műgyanta szigetelőt vagy arányos modelljét optikailag átlátszó, kettőstörő és hőkezelhető anyagból - pl. töltőanyag nélküli epoxigyantából - elkészítjük, a valóságos vagy azzal arányos terheléseket rávisszük, és a hőkezelő kemencébe lágyulásig hevítjük, majd visszahűtjük. Ily módon a mechanikai feszültségek „befagynak”. Ezután az egyébként ismert módszerrel és eljárással elvégezzük a vizsgálatot és kiértékelést. Az eredmények útmutatása alapján a betéten és szigetelő testen a szükséges módosítások elvégezhetők, pl. a betéten bizonyosan nem arányosan oszlik el a terhelés, ezt közelítendő, különböző méretű kúpok kialakítására ad a vizsgálat útmutatást. Villamos szempontoból az esetek legnagyobb részben visszavezethetők síkproblémára, illetve a villamos tér forgásszimmetrikus. Ezen esetekben elektrolitikus kádban - az ismert elméleti megfontolások alapján és eljárással - az erőtér kimérhető. A mérések kiértékelésével a szigetelő test-fémbetét komplexum méretezhető, illetve útmutatást kapunk az esetleg szükséges változtatásokra. A mechanikai szilárdságtani és a villamos szilárdságtani vizsgálatokból, illetve elméleti számításokból kapott eredményeket nyilván együttesen - egymásra hatásukban - kell értékelnünk. Figyelembe kell még venni a gyártástechnológia és gyártási költség problémákat is, hogy végül az optimális megoldást megtaláljuk. Az 1. ábrán bemutatott műgyanta szigetelő 1 fémbetétjén mindössze két váll a 4 és 5 váll van kialakítva. A méretezési gondolatmenetből látható, hogy több h Whet. Erre kívánunk utalni azzal, hogy «, ß szög, ifetve az r sugarak jelölésére az „n" indexet használtuk. Az „a” bámiilyen egynél nagyobb egész szám lehet (bár nyilván véges a felső batáta). A 2, és 3. ábrán egy nyomásra és csavarásra méretezett műgyanta szigetelő látható. Az 1 fémbetéten három darab, mégpedig a 4, 5 és 17 váll van kialakítva. Az 1 fémbetét forgástest, a 2 szigetelő testben lévő 3 vége gömbfelületű. A 4, 5 és 17 vártaknak a 3 vég felé eső 6, 8, illetve 12 oldalfelülete, amelyek a méretezett nyomás irányába esnek, a hossztengelyre merőleges síkok. A másik, azaz a 7, 9 és 13 oldalfelület palástalkotói rendre ßj, ßj és ß3 hegyesszöget zárnak be a hossztengellyel. Az 1 fémbetétben a 2 szigetelő testből kiálló végén 11 menetes furat van a műgyanta szigetelő hordfelületre rögzítésére. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
