Поворотные изоляторы служат для изменения угла поворота ротора вариометров при настройке выходного контура высокочастотного генератора посредством регулирования индуктора. Требованием к таким изоляторам, помимо общих (оптимизация массо-габаритных характеристик, электрическая и механическая прочность при минимальных габаритах), является точная передача угла поворота ротора.
В большинстве случаев такие изоляторы из-за больших размеров изготавливались из склеенных клеем К-400 двух фторопластовых блоков. Поверхность склейки подвергалась для повышения адгезии специальной обработке. При дальнейшей токарной обработке изолятора около 50% дефицитного фторопласта уходило в стружку.
На рис. 9-5,а показан образец такого изолятора. Видно, что изолятор имеет развитую поверхность для увеличения длины пути утечки. Хвостовик имеет большую площадь поверхности для уменьшения удельной нагрузки при передаче усилия от привода к ротору. На посадочной поверхности отверстия арматуры выполнена насечка. Арматура на хвостовик тела изолятора запрессовывается при температуре арматуры 150°С.
Рис. 9-5. Поворотные изоляторы старой (а) и новой (б—д) конструкции
Були разработаны фторопластовый, керамический и миполоновый малогабаритные изоляторы. Электрическое поле изоляторов имеет сравнительно малую неоднородность.
Сравнительные характеристики поворотных изоляторов на напряжение 20 кВ приведены в табл. 9-12. Их схематическое изображение дано соответственно на рис. 9-5,б в, д. Фотографии фторопластового и керамического поворотных изоляторов показаны на рис. 9-6.
Таблица 9-12
Сравнительные характеристики поворотных изоляторов на 20 кВ
Материал и тип изолятора | Габариты, мм | Масса, кг | Напряжение, кВ | |||
Диаметр | Высота | Заготовка | Изолятор | Поверхностных частичных разрядов | Перекрытия | |
Фторопласт, | 185 | 100 | 10,5 | 3,50 | 14 | 48 |
Фторопласт, | 90 | 90 | 2,6 | 0,78 | 38 | 58 |
Керамика, | 95 | 65 | — | 0,65 | 35 | 51 |
Стеклоэпоксидная трубка, рис. 9-5,г | 56 | 180 | — | 0,50 | 40 | 60 |
Миполон, рис. 9-5,д | 90 | 90/120 | — | 0,60 | 35 | 50 |
Рис. 9-6. Фотографии поворотных изоляторов
Рассмотрим особенности использования различных диэлектриков для изготовления тела изолятора. Фторопластовый изолятор показан на рис. 9-5,6. Фторопласт обладает высокой электрической прочностью. Он хорошо обрабатывается механически, однако обладает хладотекучестью, низкой короностойкостью и быстрым загрязнением поверхности, причем грязь удаляется механическим путем.
Указанных недостатков лишены керамические изоляторы с внутренней заделкой арматуры припайкой или клеем К-400 (рис. 9-5,в). При всех положительных свойствах таких монолитных изоляторов отмечается технологическая сложность отжига и остывания, при которых появляются внутренние трещины. Как видно из рис. 9-5,б, в и 9-6, а также табл. 9-12, керамические изоляторы в 1,5 раза меньше фторопластовых по размеру и легче последних.
Применение миполоновых изоляторов определяется технологическими преимуществами, связанными с возможностью прессования с одновременной заделкой металлической арматуры, что повышает не только их механическую, но и электрическую прочность. Механическая надежность заделки арматуры обеспечивается накаткой на поверхности и химической усадкой в процессе прессования. Готовый изолятор облучают. При этом улучшаются механические свойства тела изолятора. Одновременно благодаря дополнительной усадке при облучении повышается механическая прочность заделки арматуры и уменьшается хладотекучесть.
Минимальная масса поворотного изолятора может быть получена для трубчатой конструкции (рис. 9-5,г), а требуемый разрядный промежуток достигается повышением высоты изолятора.
Приведенные в табл. 9-12 данные показывают, что в представленных разработках удалось снизить массу изоляторов в 4—7 раз ио сравнению с вариантом по рис. 9-5,а. Благодаря внутренней заделке снижены высоты фторопластового и керамического изоляторов. Некоторое увеличение высоты миполонового изолятора связано с ростом длины хвостовика по конструктивным особенностям установки вариометра, для которого этот изолятор предназначался. Высота этого изолятора может быть уменьшена без ущерба для его электрических характеристик.
Следует подчеркнуть, что оптимизация электродной системы и формы диэлектрического тела изоляторов позволила увеличить в 2,5 раза и более напряжение возникновения ПЧР и несколько увеличить напряжение перекрытия.
