2015-07-04
13921
Изоляторы делают из фарфора, стекла и полимерных материалов. Наибольшей механической прочностью обладают полимерные (армированные стеклопластиком) изоляторы, что делает их применение, особенно при сверхвысоких напряжениях, весьма перспективным. Однако технология их изготовления еще не освоена, а опыт длительной эксплуатации отсутствует. Самыми распространенными изоляторами в настоящее время являются фарфоровые и стеклянные. Изоляторы из закаленного стекла имеют ряд преимуществ перед фарфоровыми: технологический процесс их изготовления может быть полностью автоматизировании механизирован; прозрачность стекла позволяет легко обнаружить при внешнем осмотре мелкие трещины и различные внутренние дефекты; повреждение закаленного стекла приводит к разрушению изолирующей тарелки, которое легко обнаружить при обходе линии электропередачи эксплуатационным персоналом.
По своему назначению изоляторы делятся на опорные, подвес ные и проходные. Опорные изоляторы, в свою очередь, подразделяются на стержневые, штыревые и линейные штыревые, а подвесные — на изоляторы тарельчатого типа и стержневые.
Опорно – стержневые изоляторы применяют в закрытых и открытых распределительных устройствах для крепления на них токоведущих шин или контактных деталей. Изоляторы внутренней установки конструктивно представляют собой фарфоровое тело, армированное крепежными металлическими деталями (рис. 3.1). Арматура одновременно является внутренним экраном, с помощью которого снижается напряженность поля у края электрода, где она максимальна.
Ребро на теле изолятора играет роль барьера, заставляя разряд развиваться под углом к силовым линиям поля, т. е. по пути с меньшей напряженностью. Внутренний экран и ребро существенно увеличивают разрядное напряжение изолятора.
Изоляторы выпускаются на напряжения до 35 кВ. Обозначение изолятора, например ОФ-35-375, расшифровывается следующим образом: опорный, фарфоровый на 35 кВ с механической прочностью 3,75 кН.
Опорно–стержневые изоляторы наружной установки отличаются большим количеством ребер, чем изоляторы внутренней установки. Ребра служат для увеличения длины пути утечки, а следовательно, и разрядного напряжения изоляторов под дождем. Изоляторы на напряжение 35—110 кВ состоят из сплошного фарфорового стержня, армированного чугунными фланцами (рис. 3.2). Обозначение изолятора, например ОНС-35-2000, расшифровывается следующим образом:
опорный, наружной установки, стержневой на 35 кВ с механической прочностью 20 кН.
Опорно-штыревые изоляторы применяют для наружных установок в тех случаях, когда требуется высокая механическая прочность и опорно-стержневые изоляторы применены быть не могут. Опорно-штыревой изолятор состоит из фарфоровой или стеклянной изолирующей детали, с которой при помощи цемента скрепляется металлическая арматура—штырь с фланцем и колпачок (шапка). Изолирующая деталь опорно-штыревых изоляторов на напряжение 6—10 кВ выполняется одноэлементной (рис 3.3), а на напряжение-35 кВ— двух- или трехэлементной (рис. 3.4).
В установках напряжением 110 кВ и выше используются колонки, состоящие из нескольких установленных друг на друга опорно-штыревых изоляторов на напряжение 35 кВ. В обозначение изоляторов введена буква Ш (штыревой).
Штыревые линейные изоляторы на напряжение 6—10 кВ состоят из фарфоровой или стеклянной изолирующей детали, в которую вворачивается металлический крюк или штырь (рис. 3.5). Крюк служит для закрепления изолятора на опоре. Провод укладывается в бороздки на верхней или боковой поверхности изолятора и крепится с помощью проволочной вязки или специальных зажимов.
|
Штыревые линейные изоляторы на напряжение 6 – 10 кВ изготовляются из стекла или фарфора которые наворачиваются на металлический крюк или штырь.
На напряжение 35 кВ изоляторы выполняются из двух склеенных между собой изолирующих деталей, что увеличивает их электрическую и механическую прочность.
Обозначение штыревых линейных изоляторов, например ШФ6, означает: штыревой фарфоровый на 6 кВ. Буква С в обозначении (ШС) указывает на то, что изолятор стеклянный.
Подвесные изоляторы тарельчатого типа широко применяются на воздушных линиях электропередачи 35 кВ и выше. Они состоят из изолирующей детали (стеклянной или фарфоровой), на которой с помощью цемента укрепляется металлическая арматура – шапка и стержень (рис. 3.6). Требуемый уровень выдерживаемых напряжений достигается соединением необходимого количества, изоляторов в гирлянду. Это осуществляется путем введения головки стержня в ушко на шашке другого изолятора и закрепления его замком. Гирлянды благодаря шарнирному соединению изоляторов работают только на растяжение. Однако изоляторы сконструированы так, что внешнее растягивающее усилие создает в изоляционном теле в основном напряжения сжатия. Тем самым используется высокая прочность фарфора и стекла на сжатие.
У фарфорового изолятора наружную и внутреннюю поверхности головки (средней части изолирующей детали) покрывают фарфоровой крошкой, которая при обжиге спекается с фарфором. Это обеспечивает прочное сцепление цементной связки с головкой. Для компенсации температурных расширений цементной связки применяют эластичные промазки, которыми покрывают все элементы изолятора, соприкасающиеся с цементом.
В стеклянных изоляторах внутренняя и наружная поверхности головки имеют опорные выступы, что обеспечивает лучшее распределение усилий в изоляторе.
Верхняя часть тарелки имеет гладкую поверхность, наклоненную под углом 5—10° к горизонтали, что обеспечивает отекание воды во время дождя. Нижняя поверхность тарелки для увеличения длины пути утечки выполняется ребристой.
Наиболее частой причиной выхода из строя тарельчатых изоляторов является пробой фарфора (стекла) между шапкой и стержнем, однако механическая прочность изолятора при этом не нарушается и падения провода на землю не происходит. Это является существенным достоинством тарельчатых изоляторов. Обозначение изоляторов тарельчатого типа, например ПС-16Б(ПС 160), означает: П — подвесной, С — стеклянный, гарантированная электромеханическая прочность 160 кН, Б—вид конструктивного исполнения изолятора. Электромеханическая прочность изолятора — это значение повреждающей механической нагрузки при приложении к изолятору напряжения, равного 75—80% разрядного напряжения в сухом состоянии.
Подвесные стержневые изоляторы представляют собой стержень из изолирующего материала с выступающими на нем ребрами, армированный с обоих концов металлическими шапками.
Подвесные стержневые изоляторы представляет собой стержень из изоляционного материала с выступающими ребрами армированый с обоих концов металическими шапками.
Изоляторы, как правило, выполняются из электротехнического фарфора. Однако в последнее время в ряде стран начат выпуск стержневых полимерных изоляторов.
Стержневые изоляторы из фарфора не нашли в СНГ широкого применения вследствие сравнительно невысокой механической прочности, а также возможности полного разрушения с падением провода на землю.
Проходные изоляторы применяются для изоляции токоведущих частей при прохождении их через стены, потолки и другие элементы конструкций распределительных устройств и аппаратов. Проходной изолятор в самом простом случае состоит из полого фарфорового элемента, внутри которого проходит токоведущий стержень (шина), и фланца, служащего для механического крепления изолятора к конструкции, через которую осуществляется ввод напряжения (рис. 3.7). Проходные изоляторы, предназначенные для наружной установки, имеют более развитую поверхность той части изолятора, которая располагается вне помещения.
Обозначение проходного изолятора содержит значения номинального тока, например, ТТНШ-35/3000-2000 означает: проходной, наружной установки, шинный на напряжение 35 кВ и номинальный ток 3 кА с механической прочностью 20 кН.
Проходные аппаратные изоляторы (вводы) на напряжения 110 кВ и выше имеют значительно более сложную конструкцию.
