Высоковольтные изоляторы. Типы изоляторов

Назначение и типы изоляторов.

Количество просмотров публикации Назначение и типы изоляторов. - 755

По своему назначению изоляторы делятся на опорные, подвесные и проходные. Опорные изоляторы в свою очередь подразделяются на стержневые и штыревые, а подвесные - на тарельчатые и стержневые.

Опорно-стержневые изоляторы применяют в ЗРУ и ОРУ для крепления на них токоведущих шин или контактных деталей.

Опорно-стержневые изоляторы наружной установки отличаются большим количеством ребер, чем изоляторы внутренней установки. Ребра служат для увеличения длины пути тока утечки с целью повышения разрядных напряжений изоляторов под дождем и в условиях увлажненных загрязнений. Обозначение, к примеру, ОСН-35-2000 расшифровывается следующим образом: опорный, наружной установки, стержневой на 35 кВ, с минимальной разрушающей силой 2000 даН (приставка да – дека – 10).

Опорно-штыревые изоляторы применяют для наружных установок в тех случаях, когда требуется высокая механическая прочность. 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 применяются на напряжения 6-10 кВ. Обозначение ШФ6 означает: штыревой фарфоровый на 6 кВ. Буква С в обозначении (ШС) указывает на то, что изолятор стеклянный.

Подвесные изоляторы тарельчатого типа используются на воздушных ЛЭП 35 кВ и выше. Требуемый уровень выдерживаемых напряжений достигается соединением крайне важно го числа изоляторов в гирлянду. Гирляны благодаря шарнирному соединению изоляторов работают только на растяжение. При этом изоляторы сконструированы так, что внешнее растягивающее усилие создает в изоляционном теле в основном напряжения сжатия. Так используется высокая прочность фарфора и стекла на сжатие.

Подвесные стержневые изоляторы, как правило, выполняются из электротехнического фарфора. При этом в настоящее время выпускаются и стержневые полимерные изоляторы.

Проходные изоляторы применяются для изоляции токоведущих частей при прохождении их через стены, потолки и другие элементы конструкций РУ и аппаратов. Проходные изоляторы, предназначенные для наружной установки, имеют более развитую поверхность той части изолятора, которая располагается вне помещения.

Обозначение проходного изолятора содержит значение номинального тока, к примеру ПНШ-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 напряжение 110 кВ и выше имеют значительно более сложную конструкцию.

referatwork.ru

Высоковольтные изоляторы

Назначение

Основная и главная задача любого изолятора – предотвращение взаимодействия цепей электрических устройств различных потенциалов, либо заряженных частиц и незаряженных токопроводящих частей. Поэтому наличие надежной изоляции – обязательное условие устойчивого функционирования тех устройств, где сбой в работе вследствие короткого замыкания просто недопустим.

Высоковольтные керамические изоляторы повсеместно используются в таких жизненно важных узлах, как трансформаторные подстанции, линии электропередач, распределительных высоковольтные устройства, а также высокоточные приборы, применяемые в самых различных сферах человеческой деятельности – от авиации и автомобилестроения до медицины и металлургии. Наибольшая потребность в высоковольтной керамике традиционно сохраняется на различных электростанциях и производствах.

Виды изоляторов

До недавнего времени в большинстве случаев применялись исключительно фарфоровые изоляторы. Фарфор является прекрасным диэлектриком, что наряду с высокой прочностью и невосприимчивостью к внешним факторам, делает его незаменимым при сооружении контактных и токоведущих сетей самого различного назначения. Однако современные технологии не стоят на месте, и сегодня наряду с керамическими устройствами повсеместно встречаются и полимерные. Нередки также и комбинированные варианты – керамические трубы в них заполняются полимером, что позволяет им сочетать преимущества обоих решений.

В зависимости от назначения, высоковольтные изоляторы подразделяются на несколько типов:

1. Штыревые

Применяются при монтаже высоковольтных линий воздушной электропередачи с напряжением постоянного или переменного тока от 1 до 6 кВ частотой до 100 Гц, а также линий вещания и связи. Состоят из металлических штырей различной конструкции и фарфоровых изоляционных юбок, называемых телом либо корпусом изолятора.

2. Подвесные

Зачастую, полимерные или фарфоровые модели, не требующие крепления, применяются при монтаже высоковольтных линий с напряжением переменного тока от 6 до 10 кВ.

3. Опорные

Применяются в распределительных устройствах и трансформаторных системах с напряжением переменного или постоянного тока от 6 до 10 кВ. Чаще всего фарфоровые, идентичного строения со штыревыми моделями.

4. Стержневые

Наиболее распространены в системах контактных сетей, а также железнодорожном сообщении. Рассчитаны на напряжение порядка 25 кВ при переменном потенциале, либо 3 кВ при постоянном токе. Состоят из металлического грузонесущего стержня и керамической трубки в качестве изолятора.

5. Такелажные

Применяются при монтаже цепей связи, телефонных линий, антенных установок. Пригодны для установки в системах, где кабель испытывает растяжение. Рассчитаны на напряжение от 100 до 500 В.

Независимо от типа и назначения изолятора, все они, будь то керамические, полимерные либо комбинированные, уже на протяжении многих лет прекрасно зарекомендовали себя и продолжают исправно выполнять свои функции.

www.mzk-electro.ru

Типы изоляторов и их характеристики

Изоляторы, используемые на воздушных ЛЭП, называются линейными. Линейные изоляторы предназначены для изоляции и крепления проводов на линиях и в распределительных устройствах подстанций. Изготовляются изоляторы из фарфора, закаленного стекла и полимерных материалов.

Изоляторы предназначены для изоляции находящихся под напряжением проводов ВЛ от конструктивных частей опоры. Изоляторы ВЛ работают в естественных климатических условиях и подвержены как электрическим, так и механическим воздействиям. Основными требованиями, предъявляемыми к изоляторам, являются: высокая электрическая и механическая прочность, экономичность и стойкость к воздействию внешней среды.

Конструктивно изоляторы ВЛ изготавливаются двух основных типов: штыревые и подвесные. Штыревые изоляторы (см. рисунок 5.9,а) применяются для ВЛ напряжением до 20 кВ и представляют собой монолитное тело 1 специальной формы с канавками для укладки провода и посадочным местом для металлического штыря или крюка 2. К штыревым изоляторам провода привязываются мягкой проволокой того же металла, что и сам провод.

Для ВЛ напряжением 35 кВ и выше применяются подвесные изоляторы (см. рисунок 5.9,б). Такой изолятор состоит из изолирующей части 1, шапки из ковкого чугуна 2, стального стержня 3. Шапка и стержень с изолирующей частью соединяются цементной связкой 4.

В верхней части чугунной шапки имеется гнездо, совпадающее по форме с нижней головкой стального стержня. Эти элементы позволяют собирать подвесные изоляторы в гибкие гирлянды. Гирлянды изоляторов удобны при монтаже и эксплуатации в связи с несложной заменой поврежденного изолятора в гирлянде.

Рисунок 5.9 – Изоляторы воздушных линий электропередачи

На промежуточных опорах ВЛ гирлянды называются поддерживающими. Эти гирлянды работают в вертикальном положении, поддерживают провод, воспринимая собственный вес, вес провода и гололеда.

На анкерных опорах гирлянды называются натяжными. Такие гирлянды работают практически в горизонтальном положении и воспринимают дополнительно тяжение провода. Натяжные гирлянды работают в более тяжелых условиях, чем поддерживающие. На ответственных участках ВЛ для повышения надежности применяют сдвоенные гирлянды изоляторов.

Количество изоляторов в гирлянде определяется, главным образом, напряжением ВЛ.

Для ВЛ напряжением 500 кВ и выше масса изоляторов достигает 1...2 т, что усложняет их монтаж, эксплуатацию и создает большие дополнительные нагрузки на опоры. Для ВЛ сверхвысоких напряжений разрабатываются синтетические полимерные изоляторы, масса которых на порядок меньше массы изоляторов из стекла или фарфора.

Полимерные изоляторы имеют ряд преимуществ перед стеклянными и фарфоровыми. Масса полимерных изоляторов в 10-20 раз меньше массы гирлянд изоляторов для ВЛ соответствующего класса напряжения. Это позволяет получить существенные преимущества при транспортировке, монтаже и эксплуатации ЛЭП. Полимерные изоляторы обладают большой механической прочностью и не разрушаются при обстреле их дробью и даже пулями. Линейные изоляторы из полимерных материалов практически не пробиваемы при воздействии грозовых и коммутационных перенапряжений. Их применение в качестве изолирующих межфазовых распорок позволяет ограничить пляску проводов.

В настоящее время выпускаются два типа полимерных изоляторов (см. рисунок 5.10 а,б) по действующему ОСТ 34-27-688-84. В качестве несущего компонента изолятора применяется однонаправленный стеклопластиковый стержень 3, состоящий из десятков тысяч тончайших стеклянных волокон, обладающих высокой механической прочностью. Стеклопластиковый стержень защищен от внешних воздействий защитной оболочкой 2, стойкой к ультрафиолетовому излучению и химическим воздействиям. Это необходимо в связи с тем, что связующее вещество стеклопластикового стержня не обладает достаточной стойкостью к атмосферным воздействиям. На концах несущего стержня крепятся металлические оконцеватели 1, которые должны обеспечивать высокую прочность и надежность изолятора. Для этого применяются два способа оконцевания – клиновая и прессуемая заделки. За счет применения оконцевателей с клиновой заделкой длина изолятора может быть несколько сокращена.

Маркировка изоляторов состоит из букв и цифр. Для штырьевых изоляторов первая буква обозначает тип, вторая –материал изолятора, цифра указывает величину номинального напряжения. Например: ШС-10 – штырьевой, стеклянный на 10 кВ. Для подвесных изоляторов буквы обозначают тип изоля тора (П – подвесной; Л - линейный), материал изолятора (Ф – фарфоровый; С – стеклянный; Г – для загрязненных районов). Цифра показывает разрушающую электромеханическую нагрузку в килоньютонах. После цифры могут быть еще буквы (А, Б, В), показывающие исполнение изолятора. Например: ПФ70 – подвесной, фарфоровый, с разрушающей электромеханической нагрузкой 70 кН. Для полимерных изоляторов буквы обозначают тип (Л – линейный), материал покрытия (К – кремнийорганическое, П – полиолефиновое покрытие). Цифра показывает разрушающую электромеханическую нагрузку в кН; номинальное электрическое напряжение. После цифр буква показывает исполнение изолятора. Например: ЛП-70/110-ВЗ – линейный, с полиолефиновым покрытием, с разрушающей нагрузкой 70 кН, на напряжение 110 кВ.

Основными характеристиками изоляторов являются сухоразрядное, мокроразрядное и импульсное разрядное напряжения. Сухоразрядным называется напряжение промышленной частоты, при котором происходит перекрытие изолятора с сухой и чистой поверхностью. Мокроразрядным называется напряжение промышленной частоты, при котором изолятор перекрывается в условиях дождя. Импульсное разрядное напряжение определяется при воздействии на изолятор стандартной волны перенапряжения.

При эксплуатации линейные изоляторы подвергаются одновременному воздействию электрического напряжения и механической нагрузки. Поэтому испытания подвесных изоляторов производятся при воздействии напряжения (75 % сухоразрядного) и при постепенном повышении механической нагрузки. Механическая нагрузка, при которой находящийся под напряжением изолятор разрушается, называется разрушающей электромеханической нагрузкой. Эта нагрузка указывается в технических характеристиках изоляторов, которые приведены в таблице приложения Д.

3-net.ru