Фарфоровые изоляторы для воздушных выключателей

Фарфоровые изоляторы для воздушных выключателей

таких изоляторов могут содержать одну, две (рис. 13-28) или три токоведущие шины (рнс. 13-29).

На внутреннюю поверхность и поверхность, предназначенную для крепления фланца, у изоляторов на напряжение 20 и 35 кВ наносится полупроводящее или проводящее покрытие.

Срок службы изоляторов составляет 20 лет, интенсивность отказов -не более 6.10-7 ч-.

Рис. 13-29. Проходной изолятор наружно-внутренней установки с тремя шинами.

Обозначение проходных изоляторов: И — изолятор; П — проходной; числитель — номинальное напряжение, кВ; знаменатель — номинальный ток. А; следующая цифра — разрушающая нагрузка на изгиб, даН; затем даются климатическое исполнение и категория размещения.

Технические характеристики проходных изоляторов для внутренней и наружно-внутренней установки приведены в табл. 13-8 и 13-9.

электротехнического фарфора, так и из стекла.

В условном обозначении изолятора буквы и цифры обозначают: Ш — штыревой; Ф — фарфоровый; цифра — номинальное напряжение, кВ; последняя буква — исполнение изолятора. У стеклянных изоляторов вторая буква -С.

Рис. 13-32. Линейный изолятор тарельчатого типа для нормальных условий эксплуатации.

Срок службы фарфоровых изоляторов не менее 20 лет. Вероятность безотказной работы не менее 0,9*98 в течение каждого года работы. У стеклянных изоляторов срок службы составляет 15 лет с вероятностью безотказной работы 0,996 в течение каждо-

Рнс. 13-33. Фарфоровый изолятор тарельчатого типа грязе-стойкого исполнения.

Линейные изоляторы предназначены для изоляции и крепления проводов на воздушных линиях электропередачи и распределительных устройствах электрических станций и подстанций.

Штыревые линейные изоляторы находят применение иа линиях электропередачи напряжением до 35 кВ включительно.

Климатическое исполнение изоляторов У, ХЛ, категория размещения 1.

На номинальное напряжение 6-10 кВ изоляторы изготовляют одноэлементными (рис. 13-30), а на 20-35 кВ — двухэлементными (рис. 13-31) (ГОСТ 18378-77). Одноэлементные изоляторы выпускают как из

го года эксплуатации. Технические характеристики штыревых изоляторов приведены в табл. 13-10.

Рис. 13-34. Стеклянный изолятор тарельчатого типа грязе-стойкого исполнения.

Рис 13-30. Линейный Рис 13-31. Линейный

штыревой изолятор штыревой изолятор

на напряжение б- на напряжение 20- 10 кВ. SS кВ.

Линейный изолятор тарельчатого типа является самой распространенной конструкцией на линиях электропередачи напряжением 35 кВ и выше. Для изготовления изоляционной детали изолятора используют электротехнический фарфор или закаленное стекло. Изоляторы тарельчатого типа выпускают на минимальную разрушающую нагрузку на растяжение 40 ООО, 70 ООО, 100 000, 120000, 160000, 210 000 и 300 000 Н, климатического исполнения У, ХЛ, категории 1. Исполнение изоляторов обозначают прописными буквами А, Б, В.

Технические характеристики линейных штыревых изоляторов (рис. 13-30 и 13-31)

Нормированная механическая нагрузка на изгиб, Н, не менее

пробивное*. 50 Гц

Основные размеры, мм

в сухом состоянии, 50 Гц

под дождем, 50 Гад

импульсное при волне**

Пробивное напряжение линейных изоляторов штыревого и тарельчатого типов определяется в изоляционной жидкости с удельным сопротивлением 10*-10 Ом-м. * Импульс воздействует на токоведущий провод.

Технические характеристики линейных изоляторов тарельчатого типа

Основные размеры, мм

выдерживаемое импульсное при волне**

Электромеханическая разрушающая нагрузка определяется при одновременном приложении к фарфоровому изолятору напряжения 50 кВ промышленной частоты (ГОСТ 6490-75), а для стеклянных — без приложения напряжения (ГОСТ 14197-77)

** Импульс воздействует иа стержень изолятора.

Технические характеристики стержневых линейных изоляторов

Электромеханическая разрушающая нагрузка при растяжении. Н

Выдерживаемое напряжение, 50 Гц

в сухом состоянии

СФ110/2,25 VKLS-75/21 VKLS-S5/21

58 800 117 600 156 800

На рис 13-32 показана конструкция фарфорового изолятора нормального исполнения (ГОСТ 6490-75).

Для линий электропередачи, расположенных в районах с загрязненной атмосферой, разработаны конструкции изолято-27-288

ров грязестойкого исполнения с повышенными разрядными характеристиками н увеличенной длиной пути утечки. На рис. 13-33 приведена конструкция фарфорово1Ч) изолятора грязестойкого исполнения, а на рис. 13-34-стеклянного (ГОСТ 21799-76),

Для районов с загрязненной атмосферой весьма перспективной является конструкция стеклянного изолятора, обладающая высокими аэродинамическими свойствами (рис. 13-35). Срок службы фарфоровых изоляторов составляет 30 лет с вероятностью безотказной работы за первый год эксплуатации 0,997, в конце гарантийного срока 0,994,

Рис. 13-35. Стеклянный изолятор тарельчатого типа с улучшенными аэродинамическими характеристиками.

Рис 13-36. Линейный изолятор стержневого типа на ПО кВ.

Рис. 13-37. Герметичный трансформаторный ввод с встроенным компенсатором.

стеклянных изоляторов-25 лет, при этом вероятность безотказной работы — не менее 0,997 в течение каждого года эксплуа-тации.

В условном обозначении изолятора буквы и цифры означают: П — подвеен-эй; Ф (или С)-фарфоровый (или стеклянный); Г — для загрязненных районов; цифра- класс изолятора, кН, буква -исполнение изолятора.

Технические характеристики линейных изоляторов тарельчатого типа приведены в табл. 13-11.

Стержневые линейные изоляторы пвимеияют на линиях электропередачи . 110 кВ и выше. На рис. 13-36 показана конструкция стержневого изолятора типа СФ 110/2,25 на ПО кВ. В табл. 13-12 приведены технические характеристики изоля-

торов отечественного производства и изоляторов производства ГДР, поставляемых в СССР.

13-5. ВВОДЫ Н.Л 110 кВ И ВЫШЕ

Высоковольтные вводы предназначены для ввода высокого напряжения в трансформаторы, масляные выключатели, реакторы и для прохода через стены зданий. Вводы изготовляют на классы напряжения 110, 150, 220, 330, 500, 750 кВ и номинальные токи 200, 400, 630, 1000, 1600. 2000, 3200, 4000 А с допустимыми углами наклона к вертикали 15, 20, 30, 45, 60 и 90.

По во.здействию климатических факторов по ГОСТ 15543-70 и ГОСТ 15150-69 вводы выпускают в исполнении У и ХЛ категории 1 при высоте установки над уровнем моря не выше 1000 №

Конструкция, ввода состоит пз следующих основных частей: центрального стержня (трубы), изоляционного остова (внут-ренной изоляции), соединительной втулки и фарфоровых покрышек.

Центральный стержень служит для соединения деталей ввода. В линейных вводах и у вводов для масляных выключателей эта труба является токоведущим элементом. В трансформаторных вводах, как правило, токоведущим элементом является проходящий внутри трубы кабель.

Изоляционный остов может быть выполнен из маслобарьерной, бумажно-масляной или твердой изоляции.

Соединительная втулка служит для крепления ввода на аппарате или в проеме стен здания. Фарфоровые покрышки являются внешней изоляцией ввода. Во вводах герметичного исполнения для компенсации температурных изменений объема масла используют компенсаторы. У негерме-тичиых вводов для этой цели применяют маслорасширители с указателем* уровня масла и гидравлическим затвором. У вводов с большим углом наклона или горизонтальной установки применяют выносной бак давления.

На рис. 13-37 приведена конструкция ввода с бумажно-масляной изоляцией. Вводы должны иметь измерительный вывод для измерения тангенса угла ди-электричес-кйх потерь и емкости или специальный вывод у ввода с измерительным конденсатором, предназначенным для подключения приспособления для измерения напряжения (ПИН), тангенса угла диэлектрических потерь и емкости. Эти выводы могут быть использованы для измерения уровня частичных разрядов, а у вводов на напряжение 500 и 750 кВ-для подключения устройства контроля изоляции ввода (ГОСТ 10693-74).

Условное обозначение вводов: ГБМТПУ

—- -330/2000 ХЛ, 1-Г-гевметичцый; и-4о

БМ-бумажно-масляная изоляция (или МБ- маслобарьерная, или ТБ — твердая бумажная); Т — для трансформаторов или реакторов (В — для выключателей, Р — для спе-

Изоляторы проходные

Цена: 309.00 руб. +НДС

Цена: 206.00 руб. +НДС

Цена: 302.00 руб. +НДС

Цена: 275.00 руб. +НДС

Проходные изоляторы представляют собой специальные устройства, которые используются с целью изоляции и крепления токоведущих частей распределительных устройств закрытого типа электрических станций и подстанций, а также комплектных распределительных устройств напряжением до 10 кВ и частотой 50 Гц. Кроме того, они устанавливаются и в закрытых токопроводах. Изоляторы такого типа рассчитаны на эксплуатацию в условиях диапазона температур от -45?C до +40?С, при соблюдении высоты установки до 1000 м над уровнем моря.

Изолятор проходной 10 кВ для внутренней установки находит широкое применение для вывода приводов высокого напряжения из баков масляных и воздушных выключателей и трансформаторов, изоляции проходящих через стены зданий проводов. Такие устройства выпускаются в виде фарфоровой детали с проходящим через внутреннюю часть токопроводящим металлическим стержнем круглого или прямоугольного сечения.

Проходные изоляторы для внешне-внутренней установки отличаются наличием особых «крыльев», которые обеспечивают их защиту от дождя. Устройства такого типа предназначены для изоляции и соединения токоведущих элементов распределительных устройств закрытого и открытого типа, а также с линиями электропередачи.

Проходные изоляторы 10 кВ от производителя

Надежность и бесперебойность работы линий электропередачи и всего комплекса оборудования, такого как трансформаторы, генераторы, коммутационные устройства, и т.д., в значительной мере определяется выбором устройств изоляции. Особенно важным является грамотный выбор типа изоляторов, которые в дальнейшем будут применяться на проектируемой линии электропередач.

Продажа проходных изоляторов осуществляется на чрезвычайно выгодных условиях в АО «Андреапольский фарфоровый завод». Изделия нашего производства успешно прошли опытные испытания и по своим свойствам полностью соответствуют государственным стандартам качества. Стоимость изоляторов является вполне разумной и оправдывается такими несомненными преимуществами изделий, как:

• современные технологии производства и применение высококачественных материалов;
• достойные эксплуатационные свойства;
• высокая степень надежности и долговечность.

Керамические проходные изоляторы предназначены для проведения и изоляции токоведущих частей закрытых распределительных устройств электрических станций и подстанций, комплектных распределительных устройств, соединения с открытыми распределительными устройствами или линиями электропередачи переменного тока напряжением до 10 кВ включительно, частотой 50 Гц, а также для закрытых токопроводов.

Подвесных изоляторов

Производительность типового электродегидратора 15—25, а в некоторых случаях 30 м3/ч. Линейная скорость движения нефти между электродами около 2—4 м/ч, или 3—6 см/мин. Важными элементами электродегидратора являются проходные и подвесные изоляторы. Обычно их изготовляют из фарфора или стекла . Поскольку эти изоляторы работают в очень трудных условиях — в среде горячей нефти, содержащей соленую воду и механические примеси, они часто разрушаются. В связи с тенденцией повышения температуры обессоливания продолжаются поиски материала для изоляторов, способного работать при таких температурах. Из известных материалов таким является фторопласт-4. Электроде-гидратор оборудован реактивными катушками 5, сигнальными лампами, регулирующей тягой щели в распределительной головке 8, змеевиком для подогрева низа аппарата, шламовым насосом, манометром, мерным стеклом, поплавковым выключателем и предохранительным клапаном. Вертикальные электродегидраторы применяют на старых заводах и на нефтепромыслах. Из-за ограниченного объема и небольшой производительности • на современных нефтезаводах их не устанавливают.

Устройство электродегидратора: 16 — подвесные изоляторы; 17 — шины подвода электрического тока; 18 — трансформатор; 19 — коллектор обессоленной нефти; 20 — электроды; 21 — распределитель ввода сырья; 22 — коллектор соленой воды.

В нефтезаводском оборудовании применяют также ряд неметаллических материалов: стеклопластики, фторопласты, винипласт, резину, химически стойкий текстолит, фаолит, графитовую композицию АТМ-1, бетонные футеровки и др. Винипласт используют в качестве защитного и конструкционного материала до температуры 60° С. Он стоек почти во всех кислотах (((4!, хорошо сваривается горячим воздухом. Из винипласта изготовляют листы, трубы, арматуру. Стеклопластики используют для лопастей вентиляторов и диффузоров аппаратов воздушного охлаждения и градирен. Из фторопласта-4 изготовляют проходные и подвесные изоляторы для электродегидраторов и электроразделителей.

Для изготовления проходных изоляторов используют эбонитовые втулки или фторопласт . Для дегидраторов типа 2ЭГ применяют изоляторы типа 2ИПФ. Наиболее подходящим материалом в условиях высоких температур является полимер тетрафторэтилена — фторопласт-4. Подвеска электродов осуществляется либо на эбонитовых тягах, либо на гирляндах из фарфоровых изоляторов или стеклянных гирляндах . В электродегидраторе 2ЭГ160, рассчитанном на повышенные рабочие параметры, применены подвесные изоляторы ПФ6-В. Питание электродов дегидраторов на отечественных установках производительностью 6 млн. т в год осуществляется от двух трансформаторов типа ОМ-66/35 с номинальным напряжением 0,38/11-16,5-22 кВ. Мощность трансформатора в зависимости от напряжения составляет 40—50 кВт. При последовательном включении вторичных обмоток трансформаторов можно получить между электродами различное напряжение: 22, 27,5, 33, 38,5 или 44 кВ.

Нормальная работа проходного изолятора 7 зависит от знака заряда на нем. При промывке керосиновых фракций технической водой необходимо, чтобы изолятор и соответствующий электрод были заряжены положительно. Если проходной и подвесные изоляторы заряжены отрицательно, то на них осаждается слой грязи, что

приводит к пробою проходного и разрушению подвесных изоляторов. Проходной и подвесные изоляторы должны находиться в зоне, где невозможно оседание на их поверхности взвешенных в нефтепродуктах твердых частиц воды, т. е. в верхней части аппарата.

3. Проверяют состояние электродегидраторов. Проходные и подвесные изоляторы должны быть исправны,

В электродегидраторах и электроразделителях применяются фторопластовые изоляторы следующих типов: подвесные изоляторы ИПОФ для подвески электродов; проходные изоляторы 2ИПФ для ввода высокого напряжения в аппарат при применении трансформаторов типа ОМ; проходные изоляторы 2ИПФР для закрытых вводов высокого напряжения.

Рис. 24. Вертикальный электродегидратор: 1 — шламовый насос; 2 — электрод; 3 — корпус; 4 — подвесные изоляторы; 5 — проходные изоляторы; б — реактивные катушки; 7 — трансформаторы; 8 — предохранительный клапан; 9 — поплавковый выключатель; 10 — сигнальные лампы; 11 — манометр; 12 — мерное стекло; 13 — тяга для регулирования щели в распределительной головке; 14 — змеевик; 15 — распределительная головка.

Слабым местом горизонтальных электродегидраторов являются подвесные изоляторы. Опыт эксплуатации указанных электродегидраторов показывает, что они часто аварийно отключаются вследствие пробоя этих изоляторов. Такие аварийные остановки отдельных электродегидраторов длительностью от 5 до 15 сут происходили на крупнотоннажных блоках ЭЛОУ ряда НПЗ.

В отличие от проходных, оборудованных фторопластовыми втулками, отличающимися высокой диэлектрической прочностью, подвесные изоляторы, изготавливаемые в виде гирлянд фарфоровых или стеклянных тарелок, характеризуются весьма низкой прочностью. В результате отложений, образующихся на верхней поверхности тарелок, а также скапливающейся на ней влаги, такие изоляторы быстро теряют свою диэлектрическую прочность и под воздействием высокого напряжения разрушаются.

Повышение температуры более 120 °С нерационально, так как при этом увеличивается электрическая проводимость эмульсии и, соответственно, снижается напряженность электрического поля и повышается расход электроэнергии, что значительно осложняет условия работы проходных и подвесных изоляторов. Кроме того, растет давление насыщенных паров и, как результат, давление в аппаратах . Повышение температуры обусловливает также дополнительные затраты на охлаждение воды, дренируемой из электродегид-раторов, перед сбросом ее в канализацию.

/ — штуцеры ввода подвесных изоляторов; 2 — штуцер ввода проходного изолятора; 3 — люк-лаз; 4 — опорные балки; 5 — подвесная рама; 6 — тросик с отвесом; 7 — проходной изолятор; « — коллектор вывода нефтепродукта- 9, 13 — перфорированные отводы; 10 — пластины; //, 12 — электроды; 14 — труба коллектора ввода; 15 — коллектор сброса воды; 16 — перфорированные трубы; /7 — коллектор ввода нефтепродукта; 19 — штуцер откачки нефтепродукта; 20 — штуцер подключения парового обогрева;

приводит к пробою проходного и разрушению подвесных изоляторов. Проходной и подвесные изоляторы должны находиться в зоне, где невозможно оседание на их поверхности взвешенных в нефтепродуктах твердых частиц воды, т. е. в верхней части аппарата.

4. Приваркой уголков и подвеской тяг подвесных изоляторов нижнего электрода обеспечивают прохождение тяг через ось соответствующего отверстия элемента верхнего электрода.

Изоляторы 2ИПФР применяются и для замены фторопластовых стержней при ремонте изоляторов 2ИПФ. Технические данные подвесных изоляторов ИПОФ приведены в табл. 3.19. Технические характеристики проходных изоляторов 2ИПФ и 2ИПФР приведены в табл. 3.20.

Одним из важнейших параметров процесса обессоливания нефти является температура. Применяемый на ЭЛОУ подогрев нефти позволяет уменьшить ее вязкость, что существенно повышает подвижность капелек воды в нефтяной среде и ускоряет их слияние и седиментацию. Кроме того, с подогревом нефти увеличивается растворимость в ней гидрофобных пленок, обволакивающих капельки воды. Вследствие этого снижается их механическая прочность, что не только облегчает коалесценцию капель воды, но приводит также к снижению требуемого расхода деэмульгатора. Вместе с тем, подогрев нефти на ЭЛОУ сопряжен с серьезными недостатками. С повышением температуры обессоливания сильно увеличивается электропроводность нефти и, соответственно, повышается расход электроэнергии в электродегидраторах, значительно усложняются условия работы проходных и подвесных изоляторов. Поэтому подогрев разных нефтей на ЭЛОУ проводят в широком интервале температур 60— 150 °С, выбирая для каждой нефти в зависимости от ее свойств оптимальные значения, обеспечивающие минимальные затраты на ее обессоливание.

Взамен этих изоляторов ВНИИНефтемаш разработал конструкцию фторопластовых подвесных изоляторов ИПОФ, которые в течение длительного времени успешно работают в горизонтальных электродегидра-торах ряда ЭЛОУ.

Важными и очень уязвимыми элементами электродегидратора являются подвесные и проходные изоляторы. Подвесные изоляторы служат для подвески электродов внутри аппарата, проходные изоляторы — для ввода в аппарат к электродам высокого напряжения от повысителъных трансформаторов, установленных наверху электродегидратора. Каждый электрод подвешивают внутри аппарата на трех гирляндах из подвесных изоляторов. В каждой гирлянде имеется четыре стандартных изолятора — фарфоровых типа П-4,5 или стеклянных типа ПС-4,5. Напряжение к электродам подается через проходные изоляторы , представляющие собой эбонитовые втулки с токоведущим стержнем внутри. На втулку надет стальной фланец, при помощи которого она установлена в штуцер аппарата. Наружная верхняя часть эбонитовой втулки защищена от атмосферных осадков ребристой фарфоровой покрышкой, а нижняя часть втулки погружена в нефть. Эбонитовые, фарфоровые и стеклянные изоляторы очень часто выходят из строя в результате поверхностных разрядов, разрушающих структуру диэлектрика.

На многих электрообессоливающих установках подвесные фарфоровые и стеклянные изоляторы часто пробивались и кололись, а установленные рядом проходные изоляторы из эбонита продолжали хорошо работать и их поверхность оставалась чистой. Поэтому на некоторых установках вместо гирлянд из подвесных изоляторов П-4,5 или ПС-4,5 стали применять эбонитовые стержни длиной около 600 мм. Опыт работы таких подвесных изоляторов показал, что если проходные эбонитовые изоляторы хорошо выдерживают высокое напряжение, то и подвесные изоляторы из эбонита работают успешно.

При жестком соединении ЭЛОУ с прямогонной частью установки нефть в колонну поступает сразу после электродегидраторов, поэтому нужно вести обессоливание очень ровно и четко. Для этого необходимо: создать условия для бесперебойной работы электродегидраторов, втом числе проходных и подвесных изоляторов; применять для обессоливания нефти высокоэффективные деэмульгаторы , способные обеспечить полное вымывание солей, четкий раздел фаз в электродегидраторах и минимальное образование отложений в аппаратуре; полностью автоматизировать установку.

жено устройство электро-дегидратора. Он представляет собой цилиндрический аппарат 1 со сферическими днищами высотой 3,7леи диаметром 3 ле. Рабочее давление в аппарате 3,5 am. Электроды представляют собой две металлические пластины 2, собранные из концентрических металлических колец, укрепленных на каркасе в виде звездочки, и подвешенные внутри аппарата на фарфоровых гирляндах 3 из подвесных изоляторов. Каждый электрод соединен проводами через проходной изолятор 4 с повысительным однофазным масляным трансформатором 5, располо-

Виды станционно – аппаратных изоляторов

Типы изоляторов по материалам

Для изготовления этих изделий используют довольно банальные, но от этого не менее функциональные и надёжные диэлектрические материалы: стекло, фарфор и полимеры. Последние из-за ряда особенностей композитного материала не используются на воздушных линиях электропередачи свыше 220 кВ.

Итак по материалу изоляторы ВЛ могут быть:

• Стеклянными;
• Фарфоровыми;
• Полимерными.

Изоляторы из стекла

Сразу отметим, что изоляторы из стекла стоят дороже аналогичных изделий из фарфора, но имеют перед ними ряд преимуществ.

Так как стеклянные изоляторы прозрачны и на них легко визуально обнаружить повреждения, в том числе внутренние, изолирующих тарелок. Это позволяет не проводить частых испытаний напряжением и упрощает обслуживание ЛЭП.

Фарфоровые изоляторы

Традиционные изоляторы не меняющиеся уже много лет. Имея все необходимые характеристики: диэлектрика, абсолютная прочность на изгиб, не горючесть, водонепроницаемость, «равнодушие» к ультрафиолету, они имеют преимущество по цене.

К недостаткам относим повышенную хрупкость, которая усиливает требования по безопасной упаковке и транспортировке.

Полимерные изоляторы

Изоляторы из композитов пока не используются в линиях электропередачи свыше 220 кВ. Это связано со всеми недостатками присущими полимерам.

Они изгибаются при продольных нагрузках;

• Боятся ультрафиолета;
• Стареют со временем;
• От температуры теряют механическую прочность;
• Скрытые дефекты полимерных изоляторов трудно обнаружить.

Статьи по теме: Как сделать ответвление к дому от ВЛИ

Виды станционно – аппаратных изоляторов

На станциях и подстанциях, кроме изоляторов линейного типа, используемых для монтажа ошинковки в открытых распределительных устройствах, применяются изо-ляторы, которые можно объединить под общим названием станционно-аппаратных. Эти изоляторы можно разделить на два основных вида: опорные и проходные. Опор-ные изоляторы используются для крепления шин в закрытых и открытых распреде-лительных устройствах и в аппаратах, например в качестве опорно – изолирующих конструкций разъединителей. Проходные изоляторы используются в закрытых распре-делительных устройствах для прохода токопроводов через стены и в трансформаторах и аппаратах – для ввода напряжения в металлический бак (такие изоляторы поэтому часто называются вводами).

Опорные изоляторы выполняются обычно фарфоровыми. В конструкциях проходных изоляторов основной изоляцией служит фарфор, масло-барьерная или бумажно-масляная изоляция.

Опорные изоляторы.

Конструктивно опорные изоляторы выполняются стержневыми и штыревыми.

Стержневые опорные изоляторы. В этих изоляторах фарфоровый стержень служит не только для изоляции, но и в качестве основного опорного элемента; армировочные детали служат только для крепления фарфорового стержня.

Простейшие изоляторы имеют воздушную полость, перекрытую фарфоровой пере-городкой. Тем самым предотвращается разряд во внутренней полости, и наименьшее разрядное напряжение имеет путь поверхностного перекрытия. Ввиду отсутствия ат-мосферных осадков рёбра на поверхности изолятора развиты слабо и имеют целью по-высить сухоразрядные напряжения изолятора. Наибольшие размеры имеет ребро у вы-соковольтного электрода, где напряжённость поля особенно высока и откуда начинает-ся развитие разряда.

Опорные изоляторы, предназначенные для наружной установки, имеют развитые рёбра, существенно повышающие мокроразрядное напряжение. Края рёбер отогнуты книзу, образуя так называемую капельницу. Вода с капельницы скатывается, оставляя поверхность нижних рёбер сухой. При наклонном дожде верхние рёбра частично защищают от влаги нижние.

При напряжениях 35 кВ и выше применяются опорные изоляторы в виде сплошных фарфоровых стержней. Такие изоляторы наиболее просты в изготовлении и обладают минимальным весом. При сверхвысоких напряжениях 330 кВ и выше колонки изоля-торов оказываются столь высокими, что для снижения изгибающих усилий приходится выполнять составные конструкции из нескольких колонок изоляторов.

Рациональную конструкцию имеют стержневые изоляторы с винтообразными рёбрами. Дождевая вода стекает по желобку в рёбрах, образуя сплошной водяной канал большой длины на поверхности изолятора. Такой канал равномерно распределяет напряжение по поверхности изолятора, что повышает разрядное напряжение.

Штыревые опорные изоляторы. В этих изоляторах механическую жесткость всей конструкции создаёт стальной штырь, на который насаживаются фарфоровые элемен-ты. Для штыревых изоляторов открытой установки характерны сильно развитые рёбра. Это позволяет выполнять изоляторы небольшой высоты. Из-за сложности выполнения нескольких сильно развитых рёбер в одном фарфоровом изделии затруднительно, фар-фор изолятора на напряжение 35 кВ составлен из отдельных склеенных между собой элементов. На напряжение 110 кВ и выше применяются колонки из штыревых изолято-ров.

Механические нагрузки, перпендикулярные продольной оси изолятора (например, при ветре), создают в его головке скалывающее усилие. Оно особенно велико в нижних элементах колонок изоляторов. Опыт эксплуатации штыревых изоляторов показал, что для предотвращения их механического повреждения особое внимание должно быть уделено прочности и эластичности армировки верхнего фланца. Изолятор армируется на высших сортах цемента. Для повышения прочности сцепления поверхность фарфора в месте армировки покрывается фарфоровой крошкой. Штыревые изоляторы в насто-ящее время вытесняются более совершенной и экономичной конструкцией опорно-стержневых изоляторов.

На напряжения 500 кВ и выше для одиночных опорных колонок требуются изоля-торы весьма высокой механической прочности, изготовление которых представляет большие трудности. Поэтому в установках 500 кВ и выше применяются опорные кон-струкции, состоящие из нескольких колонок опорных изоляторов. Обычно применя-ются конструкции с тремя колонками, образующими конусообразный треножник. В основании, на верхушке и в середине по высоте треножник укрепляется на рамах, скрепляющих все три колонки. Изоляторы в таких конструкциях испытывают механи-ческие усилия не только на изгиб, но и на растяжение и сжатие.

Проходные изоляторы.

Проходные изоляторы маркируются не только по номинальному напряжению, но и по номинальному току стержня. По исполнению изоляции различают проходные изоляторы фарфоровые, бумажно-бакелитовые ( до 35 кВ), маслобарьерные и бумажно-масляные ( 110 кВ и выше).

Фарфоровые проходные изоляторы.

Коронирование, ведущее к коррозии стержня и снижению разрядного напряжения по поверхности изолятора возможно на поверхности стержня, где напряжённость поля максимальна. Для предотвращения коронирования на стержень наносится слой твёрдой изоляции (бумаги).

Напряжённость поля высока также у заземлённого фланца вследствие малого рассто-яния до противоположного электрода – стержня. Развитие короны у заземлённого фланца предотвращается нанесением на фарфор полупроводящего покрытия, металли-чески соединяемого с фланцем.

Более компактны и удобны в изготовлении проходные изоляторы без воздушной полости. Между фарфоровой стенкой увеличенной толщины и стержнем образуется тонкая воздушная прослойка. Коронирование в воздушной прослойке предотвращается при нанесении на внутреннюю поверхность фарфора полупроводящего покрытия, кото-рое соединяется со стержнем. В результате, воздушная прослойка полностью разгружа-ется от электрического поля.

Бумажно-бакелитовые изоляторы.

На стержень изолятора для внутренней установ-ки наматывается бумага, пропитанная склеивающим бакелитовым лаком. Внешняя по-верхность изолятора покрывается влагостойким лаком. Между слоями бумаги через определённые промежутки закладываются металлизированные обкладки, образующие в теле изолятора многослойный конденсатор.

Толщина изоляции бумажно-бакелитовых изоляторов определяется условиями теп-лового пробоя. Для бумажно-бакелитовых изоляторов, не имеющих оболочки, реаль-ную опасность представляет отпотевание, т.е. выпадение росы на поверхности изоля-тора при резкой смене температуры воздуха.

Более широко распространены бумажно-бакелитовые изоляторы с фарфоровым чехлом, предназначенные для трансформаторов и масляных выключателей наружной установки. В этих изоляторах полость между чехлом и бумажно-бакелитовым телом (называемым часто конденсатором) залита компаундом. Размещающаяся в баке аппарата часть изолятора полностью (в трансформаторах) или частично (в масляных выключателях) погружена в масло. В трансформаторах температура верхних слоёв масла достигает 90-1000С.

Большое внимание при разработке конструкции ввода уделяется уплотнению фарфо-рового чехла в месте выхода токопроводящего стержня. Попадание влаги внутрь чехла ведёт обычно к поверхностному пробою по бумажно-бакелитовому конденсатору.

Маслонаполненные (масляно-барьерные) проходные изоляторы. При напряжениях 110 кВ и выше ранее находили применение маслонаполненные проходные изоляторы с масляно-барьерной внутренней изоляцией, имеющей высокую электрическую проч-ность. Барьеры выполнены в виде бумажно-бакелитовых цилиндров, покрытых для выравнивания напряжения металлизированными обкладками. Корпус изолятора сос-тоит из двух фарфоровых чехлов (наружного и внутреннего), надетых на заземлённый фланец. Заполнение всей полости изолятора поддерживается консерватором. Наблю-дение за уровнем масла в консерваторе входит в обязанность эксплуатационного персо-нала. Для сохранения высокого качества масла иногда прибегают к устройству азотной защиты или к непрерывной регенерации масла в эксплуатации.

Проходные изоляторы с бумажно- масляной изоляцией.

Применение бумажно-масляной изоляции в проходных изоляторах обеспечивает очень высокую электрическую прочность. На токопроводящий стержень наматывается изоля-ционная бумага, между слоями которой закладываются металлизированные обкладки. Бумажный конденсатор пропитывается маслом, которое заливается в полость фарфоро-вого чехла. Основным типом проходных изоляторов на напряжение 110 кВ и выше яв-ляяются изоляторы с бумажно-масляной изоляцией. Изготовление маслонаполненных и бумажно-масляных изоляторов осуществляется с применением вакуумной сушки всей волокнистой изоляции и заполнением изоляторов маслом под вакуумом. Качество этих технологических операций определяет надёжность изоляторов в эксплуатации.

Типы изоляторов по назначению

Кроме деления изоляторов по материалу изготовления, есть типы изоляторов по назначению. Это изоляторы:

• Штыревые;
• Подвесные;
• Опорные;
• Проходные;
• Стержневые.

Изоляторы штыревые (ИШ)

С помощью штыревых изоляторов неизолированные провода АС и изолированные провода СИП-3 крепят к траверсам опор.

Подвесные изоляторы (ПС, ПСД, ПСВ)

Данные изоляторы подвешивают на опоры ВЛЭП для крепления методом подвеса проводов и кабелей. Чаще изготавливают из закалённого стекла.

Изоляторы опорные (ИО, ИОР, СА, ОНШП)

Данные изоляторы используют в распределительных установках и другом электрооборудовании для закрепления токопроводящих элементов. Работают на участках от 6 до 35 кВ.

Проходные изоляторы (ИП, ИПУ)

При необходимости провести провод или шину через стену, например, на вводе в подстанцию, используют проходные изоляторы.

Напряжение пробоя ИП

Напряжение пробоя фарфоровых ИП может быть разным в зависимости от толщины слоя фарфора. Несмотря на это, конструкция изоляторов определяется по необходимой механической прочности, расчетным напряжением перекрытия и дополнительным мерам по удалению короны.

При работе проходного изолятора 10 кВ не принимают меры для удаления коронирования. При номинальных напряжениях свыше 35 кВ применяют меры по установке короны возле стержня напротив фланца, как раз в том месте, где наибольшая напряженность в воздухе.

Для того чтобы предотвратить коронирование, изоляторы изготавливают без воздушной полости вокруг металлического прута, установленного внутри изолятора. Во время этого поверхность ИП металлизируется со стержнем. А для того чтобы устранить появление разрядов внизу ИП, поверхность под ним также металлизируется и дополнительно заземляется.

Изоляторы для частного дома

Существуют отдельные типы изоляторов используемых в электрике частного дома. Например,

Изоляторы керамические для открытой проводки в стиле «Ретро».

Керамические изоляторы для электрического ввода в дом, монтируются на крюках или траверсах.

Какие бывают изоляторы ВЛ и для чего они предназначены?

Характеристики изоляторов

Электрический изолятор – это изделие, предназначенное для крепления провода, кабеля или шины на несущей конструкции линии электропередач и предотвращения её пробоя на землю. Они бывают разных видов и изготавливаются из диэлектрических материалов – фарфора, стекла и полимеров.

Так как электрическое предназначение изоляторов – обеспечить изоляцию проводника от несущей конструкции, то основными характеристиками являются:

• Сухоразрядное напряжение – напряжение, при котором наступает искровой разряд по поверхности в сухом её состоянии при нормальных условиях окружающей среды.
• Мокроразрядное напряжение – то же самое, но под дождем, если его струи попадают на изолятор под углом в 45 градусов. Сила дождя при этом равна 5 мм/мин, удельное объемное сопротивление воды — 9500-10500 Ом*см (при 20°С). Так как вода проводит электрический ток – мокроразрядное напряжение всегда ниже сухоразрядного.
• Пробивное напряжение – напряжение, при котором наступает пробой тела изолятора между стержнем и шапкой (для подвесных изделий). Стержень и шапка при этом являются электродами.

Конструкция

Конструктивно все электрические изоляторы различаются способами крепления к несущей конструкции и крепления кабеля. Главной задачей этого изделия является предотвращение электрических разрядов, для этого они выполняются в виде тарелок или стержней с ребрами. Эти ребра нужны для того, чтобы разряд развивался под углом к силовым линиям поля. На рисунке ниже вы видите примеры типовых изделий разных форм и конструкций:

Различие по материалу исполнения

Чтобы рассмотреть классификацию видов и типов изоляторов нужно сначала разобраться, как их различают. Итак, в первую очередь они классифицируются по материалу изготовления:

1. Фарфоровые.
2. Стеклянные.
3. Полимерные.

Фарфоровые можно назвать классикой, такие применялись раньше даже при наружной проводке в домах. Обычно они белого цвета, но могут быть и других цветов. Такие можно увидеть на разных электроустановках. Достоинством является то, что они выдерживают большие нагрузки на сжатие, обладают хорошими диэлектрическими свойствами.

Однако они бьются и ломаются. Отсюда возникает необходимость регулярной проверки их целостности, а часто для этого приходится отключать электроустановку и вытирать с них масло, пыль и другие загрязнения. Также проблемой является их большой вес.

Стеклянные, хоть и боятся ударов, но для контроля их целостности достаточно визуального осмотра, что можно провести и без отключения напряжения. В настоящее время в воздушных линиях электропередач, в качестве подвесных изоляторах они вытесняют керамику, в том числе и потому что меньше весят, а также в производстве дешевле.

Полимерные используются в помещении, на улице редко, в качестве исключения. Можно иногда увидеть опорные изоляторы из полимеров на ВЛ 10 кВ или других напряжений средней величины, но редко, или на неответственных линиях. Это обусловлено тем, что с течением времени и под действием УФ-излучений они стареют, внутренняя структура распадается и ухудшаются их электрические и механические характеристики.

Однако для оборудования, которое доступно для регулярного обслуживания и ремонта они применяются часто. Например, это могут быть опорные изоляторы шин в трансформаторных подстанциях и распределителях.

Типы по конструкции и назначению

По конструкции выделяют три основных разновидности изоляторов ВЛ:

• штыревые;
• подвесные линейные;
• опорные и проходные.

Штыревые относятся к линейным изоляторам. Используются в ЛЭП до 35 кВ. В том числе на линиях 0,4 кВ. Этот тип исполнения цельный, на нем есть канавка для закрепления провода и отверстия для установки на траверсы, крюки, штыри.

Интересно: на ВЛ от 6 до 10 кВ используют одноэлементные изоляторы, а на 20-35 – из двух элементов.

Подвесные используются на высоковольтных воздушных линиях напряжением 35 кВ и больше. Они бывают двух типов поддерживающими (стержневыми) и натяжными.

Натяжные тарельчатые изоляторы работают на растяжение и удерживают линию на опоре, монтируются под углом. Конструктивно они выполнены в виде фарфоровой или стеклянной тарелки. В нижней части обычно выступает стержень с расширяющейся шляпкой. Сверху расположена металлическая крышка с отверстием специальной формы, такой чтобы в ней можно было закрепить нижний стержень. Таким образом происходит унификация и вы можете набрать в гирлянду столько изоляторов, сколько нужно для достижения нужных номинальных напряжений пробоя. Такая гирлянда получается гибкой, она удерживает линии электропередач на опоре.

На промежуточных опорах устанавливают подвесные стержневые изоляторы. Они выполнены в виде опорного стержня, на его концах металлические части для крепления к опоре и проводам. Они устанавливаются вертикально и провод ложится на них – это и есть основное отличие от предыдущих. Также они отличаются тем, что натяжные изоляторы выдерживают больший вес, поэтому могут использоваться на опорах, расположенных дальше друг от друга.

Интересно: на ответственных участках и для повышения надежности монтажа ЛЭП могут использоваться сдвоенные гирлянды натяжных изоляторов.

Опорные и проходные изоляторы уже являются станционными, а не линейными. Этот вид так называется потому что используется внутри электростанций и трансформаторных подстанций. Изготовляются из полимеров или фарфора. Опорные используют для крепления токопроводящих шин к заземленным конструкциям, например, корпусу трансформаторов или внутри вводных и распределительных электрощитов.

Маркировка изоляторов всех разновидностей подобная, обычно она содержит сведения о типе изделия и номинального напряжения линии, например:

Для того чтобы провести кабель или шину через стену используются проходные изоляторы. Эта разновидность изделий с полым телом, в котором расположена токоведущая часть. Для повышения изолирующих свойств может иметь дополнительно масляный барьер или маслобумажную прокладку. Такой тип изоляторов позволяет прокладывать линию до 110 кВ. Бывают и другого типа – без токопровода внутри, просто диэлектрический полый цилиндр с отверстием, который надевается на кабель.

На это мы и заканчиваем нашу статью. Теперь вы знаете, какие бывают изоляторы для воздушных линий электропередач и где применяется каждый вариант исполнения!