Содержание
Разница ПС 70Е и ЛК 70
| ПС 70Е | ЛК 70 | Вывод | |
| Материал | Стекло | Полимер | ЛК 70 прочнее, чем ПС, поэтому нет никаких потерь при транспортировке, более устойчивы к вандальным действиям |
| Защита от влаги | Низкая | Высокая | Покрытие изолятора ЛК 70 имеет гидрофобную поверхность и отталкивает влагу |
| Масса | 3,4 кг | 1 кг | ЛК 70 легче, что снижает затраты на транспортировку и упрощает монтаж, снижая тем самым расходы и на него |
| Выдерживаемое импульсное напряжение | +-100 кВ | +-170 кВ | У изоляторов ЛК выше минимум на 50-70% в зависимости от условий окружающей среды |
| Конструкция оконцевателя | Ушко | Гнездо | Гнездо значительно проще в монтаже |
Ниже более подробно рассмотрим устройство каждого из типов изоляторов
Основные характеристики
Ко всем изоляторам, независимо от их назначения, предъявляются общие требования. Они должны обеспечивать достаточный уровень электрической прочности. Этот показатель зависит от значения напряженности электрического поля, при котором изоляционный материал начинает терять свои диэлектрические свойства.
Каждый изолятор должен иметь достаточную механическую прочность, обеспечивающую устойчивость к динамическим воздействиям, возникающим при коротких замыканиях между токоведущими частями. Свойства изоляторов сохраняются неизменными, несмотря на дождь, снегопад и прочие агрессивные воздействия окружающей среды. Теплостойкость изолирующих устройств обеспечивает сохранение их свойств при перепадах температур в определенных пределах. Поверхность изоляторов должна быть устойчивой к действию электрических разрядов.
Основными электрическими характеристиками являются следующие:
- Номинальное и пробивное напряжения. Пробивным считается минимальное значение напряжения, вызывающее пробой изолятора.
- Значения разрядных и выдерживаемых напряжений, при которых изолятор сохраняет работоспособность в сухом и мокром состоянии.
- Импульсные разрядные напряжения с различными полярностями.
Механическими характеристиками изоляторов считаются их вес и размеры, а также минимальное значение номинальной разрушающей нагрузки, измеряемой в ньютонах. Данная нагрузка воздействует на головку изолятора перпендикулярно оси.
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!
Источник
Резина и стекло
Такие материалы, как резина и стекло отлично подходят для изготовления изоляторов, потому что имеют необходимый уровень диэлектрических характеристик. Правда, по их применению есть ограничения. Они могут работать в сетях с десятками, а не сотнями киловольт. Специалисты высоко ценят в качестве материала для производства высоковольтных изоляторов кремнийорганическую резину, которая имеет в своей основе эластичный каучук и полиорганосилоксаны.
Кремнийорганическую резину получают путем вулканизации каучука с добавками кремнийорганических соединений. Необходимые свойства материалу придают путем добавления нанопорошков двуокисей титана TiO2 и кремния SiO2. Ее прочность на разрыв находится в пределах 5 МПа, а плотность составляет 1350 кг/м3. Этот материал хорошо сопротивляется воздействию масла и света. Слабым местом такой резины является ее механическая прочность, тогда как теплопроводность находится на приемлемом уровне.
Известно, что плотность высоковольтного фарфора составляет 2400 кг/м3, прочность на разрыв равна 90 МПа, а пробивное напряжение имеет величину14 кВ/мм. У такой технической керамики при пробое в гирлянде диэлектрическая юбка не повреждается, поэтому визуально обнаружить поломку не получится. Однако, такое возможно со стеклянными изделиями, у которых в подобной ситуации юбка падает на землю.
Электротехническое стекло не растрескивается, изоляторы из этого материала за время работы не мутнеют. Прочность на разрыв для такого стекла достигает значения 90МПа, а плотность этого материала составляет 2500 кг/м3.
Подробно ознакомиться с техническими характеристиками керамики, изделий из нее и других технических материалов всегда можно на сайтах их поставщиков или производителей, например: www.aliaxis-ui.ru.
Линейный изолятор
Линейные изоляторы применяются для крепления проводов воздушных линий электропередачи и шин на открытых распределительных устройствах. Эти изоляторы могут быть штыревые и подвесные. На открытых распределительных устройствах напряжением 35 кВ и выше применяют подвесные изоляторы, которые соединяются в гирлянды. Для крепления и изоляции токоведущих частей аппаратов применяют аппаратные изоляторы.
Линейные изоляторы испытывают механические нагрузки, которые создаются тяжением проводов и зависят от сечения проводов и длин пролетов между опорами, от температуры проводов, силы ветра и других факторов. Для штыревых линейных изоляторов эти нагрузки являются главным образом изгибающими.
Линейные изоляторы предназначены для крепления проводов воздушных линий и шин открытых распределительных устройств.
Линейные изоляторы предназначаются для крепления проводов воздушных линий ( см. гл. XI); аппаратные — для крепления и-вывода токоведущих частей аппаратов, станционные — для крепления шин в распределительных устройствах.
Линейные изоляторы, служащие для крепления проводов воздушных линий электропередачи и шин открытых распределительных устройств, подразделяются на штыревые и подвесные.
Линейные изоляторы предназначены для крепления проводов линий электропередачи.
|
Проходной изолятор для наружной установки ПНБ-35 / 600.| Маслонаполненный ввод МН-110. |
Линейные изоляторы подразделяются на штыревые и подвесные.
Линейные изоляторы предназначаются для крепления проводов воздушных линий ( см. гл.
Линейные изоляторы относятся к изоляторам наружной установки и по конструктивному выполнению разделяются на штыревые и подвесные.
Линейные изоляторы применяются для крепления и изоляции проводов воздушных линий электропередачи. Эта группа изоляторов подразделяется на опорные и проходные. Опорные изоляторы используются для создания неподвижных изолирующих опор для токоведущих частей, а проходные — для пропуска голых токоведущих частей сквозь стены, потолки и крыши зданий.
Линейные изоляторы, изготовленные из специального стекла, отожженные и закаленные в определенном режиме, обладают лучшими диэлектрическими и механическими характеристиками, чем фарфоровые. Используя высокие физико-механические свойства специального стекла, можно изготовлять линейные Изоляторы значительно меньших размеров, чем фарфоровые на те же электрические характеристики и механические нагрузки.
|
Соединение проводов в пролете. |
Линейные изоляторы служат для изоляции проводов и тросов и крепления их к опорам линий электропередачи. В условиях эксплуатации изоляторы находятся под электрическим напряжением и одновременно воспринимают механическую нагрузку от массы проводов, гололедных отложений, напора ветра, вибрации, пляски, а также тяжения проводов.
Линейные изоляторы служат для изоляции проводов и тросов и крепления их к опорам линий электропередачи. В условиях эксплуатации изоляторы находятся под электрическим напряжением и одновременно воспринимают механическую нагрузку от массы проводов, гололедных отложений, ветровой нагрузки, вибрации, пляски, а также тяжения проводов. Прочность изоляторов характеризуется механической разрушающей нагрузкой.
Обозначения изоляторов [ править | править код ]
В обозначение изоляторов входят:
буквы, которые указывают на их конструкцию: Ш — штыревой, П — подвесной, ОЛ — опорный линейный
- материал: Ф — фарфор, С — стекло, П — полимер
- назначение: Т — телеграфный, Н — низковольтный, Г — грязестойкий (для подвесных), Д — двухъюбочный (для подвесных), или Дельта (для штыревых), О — ответвительный, Р — для радиотрансляционной сети (проводного радио)
- типоразмер: А, Б, В, Г (для штыревых)
цифры, которые у штыревых изоляторов указывают на номинальное напряжение (10, 20, 35) или диаметр внутренней резьбы (для низковольтных), а у подвесных — на гарантированную механическую прочность в килоньютонах.
В старых обозначениях у низковольтных изоляторов указывался типоразмер, ТФ-1 — самый большой, ТФ-4 — самый маленький.
В старых обозначениях у подвесных изоляторов (например: П-8.5) цифры обозначают электромеханическую одночасовую нагрузку, буквы обозначают конструктивное исполнение изолятора:
П и ПЦ — фарфоровый изолятор обычного исполнения (П-2, П-3, П-4.5, ПЦ-4.5, П-7, П-8.5)
НС и НЗ — грязестойкий фарфоровый изолятор для натяжных гирлянд (НС-1, НС-2 и НЗ-6)
ПР — грязестойкий фарфоровый изолятор для поддерживающих гирлянд с развитой боковой поверхностью (ПР-3.5)
ПС — грязестойкий фарфоровый изолятор для поддерживающих гирлянд с увеличенным вылетом ребра (ПС-4.5)
Подвесные изоляторы тарельчатого типа можно разделить на:
- Изоляторы для районов с интенсивным загрязнением атмосферы. Грязестойкие изоляторы применяются в районах морских побережий, около горнодобывающих и промышленных предприятий и прочих районах интенсивного загрязнения атмосферы.
- Изоляторы обычной конструкции. Подвесные изоляторы нормальной конструкции применяются повсеместно и имеют множество конструкций. Изоляторы обычного исполнения так же могут быть применены в районах интенсивного загрязнения при условии увеличения числа единиц в гирлянде.
- Изоляторы с конической и сферической изоляционной деталью. Для применения в условиях пустыни, солончаков и в районах с трудными ветровыми условиями выпускают специальные изоляторы с конической и сферической изоляционной деталью, снижающей ветровую нагрузку на гирлянды и опору, а так же обеспечивающей лучшее очищение поверхности изолятора от пыли. Изоляторы такого типа имеют меньшую, по сравнению с аналогичными изоляторами обычного исполнения, строительную высоту и больший диаметр изоляционной детали.
Подвесные стержневые изоляторы представляют собой стержень из изолирующего материала с выступающими на нем ребрами, армированный с обоих концов металлическими шапками. Эти изоляторы, как правило, выполняются из электротехнического фарфора. Однако в последнее время начат выпуск стержневых полимерных изоляторов. Стержневые изоляторы из фарфора не имеют широкого применения вследствие сравнительно невысокой механической прочности, а также возможности полного разрушения с падением на землю.
Конструкция подвесных изоляторов
Изолятор ПФГ-6А
Подвесные изоляторы существуют следующих типов:
- цепочечные,
- тарельчатые (с шапкой и стержнем),
- паучковые,
- «моторные»,
- длинностержневые.
Первыми подвесными изоляторами, пригодными для промышленной эксплуатации, были цепочечные фарфоровые изоляторы Хьюлетта (E. Hewlett)
Они были разработаны одновременно с тарельчатыми изоляторами, но имели важное практическое преимущество: в их конструкции не использовалась цементная связка (посредством которой соединялись детали тарельчатых изоляторов), что повышало их механическую надёжность. Однако, они обладали более сложной системой соединения в гирлянды (петлями крест-накрест, наподобие изоляторов-«орехов») и худшими электрическими характеристиками по сравнению с тарельчатыми изоляторами. Позднее в качестве альтернативы обычным тарельчатым изоляторам с цементной связкой были созданы паучковые, «моторные» и бесцементные изоляторы различных конструкций
Эти типы подвесных изоляторов, как и цепочечные, в настоящее время более не применяются, так как проблема с надёжностью цементной связки была решена, что уничтожило их преимущества. Наиболее распространённым типом подвесных изоляторов в настоящее время являются тарельчатые изоляторы с шапкой и стержнем и цементной связкой
Позднее в качестве альтернативы обычным тарельчатым изоляторам с цементной связкой были созданы паучковые, «моторные» и бесцементные изоляторы различных конструкций. Эти типы подвесных изоляторов, как и цепочечные, в настоящее время более не применяются, так как проблема с надёжностью цементной связки была решена, что уничтожило их преимущества. Наиболее распространённым типом подвесных изоляторов в настоящее время являются тарельчатые изоляторы с шапкой и стержнем и цементной связкой.
Тарельчатые подвесные изоляторы состоят из:
- фарфоровой или стеклянной изолирующей детали — «тарелки»,
- шапки из ковкого чугуна,
- стержня в форме пестика.
Шапка и стержень скрепляются с изолирующей деталью портландцементом марки не ниже 500. Конструкция гнезда шапки и головки стержня обеспечивает сферическое шарнирное соединение изоляторов при формировании гирлянд. Число изоляторов в гирлянде обусловлено напряжением ЛЭП, степенью загрязнения атмосферы, типом изоляторов и материалом опор. Для крепления проводов могут применяться изолирующие конструкции из нескольких параллельно подвешенных гирлянд изоляторов.
Подвесные полимерные(композитные) изоляторы состоят из стеклопластикового стержня, полимерной оболочки и оконцевателей.
Проходной изолятор [ править | править код ]
Предназначен для прово́да токоведущих элементов через стенку, имеющую другой электрический потенциал. Проходной изолятор с токопроводом содержит токоведущий элемент, механически соединенный с изоляционной частью.
Изоляторы предназначены для крепления токопроводов, а также для создания изоляционных промежутков между токопроводами различных фаз и между токопроводами и заземленными конструкциями. По назначению изоляторы подразделяются на станционные, линейные и аппаратные.
Станционные изоляторы предназначены для закрепления токопроводов в закрытых распределительных устройствах, а также для пропуска их через стены и перекрытия. Они соответственно подразделяются на опорные и проходные.
Линейные изоляторы предназначены для закрепления проводов на ВЛ и ОРУ. Они подразделяются на штыревые, стержневые и подвесные.
Изоляторы высоковольтной аппаратуры, опорные и проходные, являются неотъемлемой частью аппаратуры и по конструктивному исполнению могут быть разной формы.
Диэлектрические материалы, из которых изготавливаются изоляторы, должны иметь высокую электрическую и механическую прочность. Эти характеристики должны обеспечиваться как в нормальных условиях эксплуатации, так и в аварийных режимах, при различных атмосферных условиях, быть негигроскопичными, трекингостойкими, работать в широком диапазоне температур и в агрессивной среде.
Всем этим требованиям удовлетворяют следующие материалы: глазурированный электротехнический фарфор, стекло и некоторые пластмассы.
Фарфор обладает следующими характеристиками: электрическая прочность 
; механическая прочность фарфора зависит от характера деформации 
, 
, 
;
допустимый перепад рабочих температур 70ºC. Одно из достоинств фарфора как изоляции – низкая стоимость.
Стекло имеет электрическую прочность . Механические характеристики стекла примерно такие же, как у фарфора. Закаленное стекло допускает нагрузку до 530 кН. Стеклянные изоляторы могут изготавливаться методом штамповки и не требуют глазуровки. Прозрачность стекла позволяет легко обнаруживать трещины и другие дефекты, что облегчает контроль во время производства и эксплуатации.
Общий недостаток фарфоровых и стеклянных изоляторов – значительная масса и размеры.
В настоящее время широкое распространение получили изоляторы на основе стеклопластиков и полимерных покрытий. Полимерные изоляторы практически не повреждаются при транспортировке и имеют значительно меньшую (в 7–10 раз) металлоемкость подвесок, меньшую массу и размеры.
Металлическую арматуру изоляторов изготавливают из стали, ковкого и немагнитного чугунов или цветного металла. Немагнитный чугун и цветной металл применяются при больших токах с целью снижения потерь. Для крепления арматуры к диэлектрику используют высококачественные цементы и другие связующие.
| Рис. 2.1 – Опорные изоляторы |
Для изготовления изоляторов высоковольтной аппаратуры используется также эпоксидная смола, бакелизированная бумага и слоистые пластики. В высоковольтных вводах применяют бумажномасляную и маслобарьерную изоляцию, защищенную фарфоровыми покрышками.
Под воздействием токов короткого замыкания, ветра, гололеда и веса проводов высоковольтная изоляция испытывает большие механические нагрузки и вибрации. Кроме того изоляция ВЛ и ОРУ подвержена воздействию тумана, дождя, загрязнению и резким колебаниям температуры. Поэтому изоляционные материалы должны обеспечивать длительную электрическую прочность с учетом климатических условий и уровня перенапряжений, а также достаточную механическую прочность.
Для обеспечения надежной и безопасной работы изоляция подвергается испытанию повышенным напряжением. Значения испытательных напряжений для изоляции разных классов напряжения приводятся в таблицах. Для изоляторов внутренней установки определяющим является сухоразрядное напряжение , а для изоляторов наружной установки – мокроразрядное – напряжение перекрытия под дождем.
Последнее изменение этой страницы: 2017-02-05; Нарушение авторского права страницы
Для чего нужны изоляторы на опорах линий электропередач?
Устройство сети энергоснабжения является сложной и опасной технической задачей. Передача электроэнергии на большие расстояния требует больших финансовых затрат и соблюдения особых мер безопасности.
А Вы знаете, что для уменьшения потерь энергии ток передаётся под очень большим напряжением от 10 до 700 кВ. Такое напряжение требует надёжной изоляции от пробоя.
Для безопасной передачи электроэнергии по проводам применяют изоляторы. Безопасная работа ЛЭП и сохранение жизни и здоровья людей во многом зависит от качества материалов опор, проводов и особенно изоляционных материалов.
Классификация изоляторов
Изоляторы разделяются по нескольким техническим характеристикам:
- Из каких материалов они изготовлены.
- По конструкционным особенностям.
Промышленность выпускает изоляторы из стекла, фарфора и из полимерного материала. До недавнего времени изоляторы в большинстве случаев устанавливались из фарфора. Однако в последнее время их вытесняют изоляторы из закалённого стекла, которые имеют лучшие технические характеристики и дешевле в производстве.
Изоляторы из закалённого стекла
Если дефект проявляется в механической части и гирлянда обрывается, то требуется немедленный ремонт подвески. Всё это относится и к изоляторам из фарфора, но гораздо трудней увидеть дефект и пробой. Как недостаток применения изоляторов из стекла, отмечается их большой вес и хрупкость.
К преимуществам относится:
- Не сложная визуальная дефектовка.
- Дешевизна автоматизированного производства изоляторов.
- Изоляторы elektropostavka.ru во время эксплуатации не меняют своих технических характеристик.
- Они не подвержены деформации.
- Стекло хорошо противостоит ультрафиолетовым лучам.
- Не воспламеняются и не гигроскопичны.
- Обладают высокими диэлектрическими характеристиками.
Фарфоровые изоляторы
Изоляторы из фарфора не меняют своих химических и физических свойств за весь период эксплуатации. Тук же, как и стеклянные они обладают отличными диэлектрическими свойствами. Они не хуже стеклянных, но дороги в производстве и обслуживании. Недостатками являются большой вес и хрупкость.
Изоляторы из полимерных материалов
Полимерные изоляторы обладают более низкими характеристиками и применяются только в электросетях с напряжением до 220 кВ. Даже при локальных повреждениях тел полимерных изоляторов значительно снижает их диэлектрические характеристики. Полимерные материалы имеют свойство старения, а при больших температурах снижается их механическая прочность.
У любых изоляторов, применяемых на ЛЭП, проявляются свои положительные и отрицательные свойства.
Проходные изоляторы
Проходные изоляторы предназначены для проведения проводника сквозь заземленные кожухи трансформаторов и аппаратов, стены и перекрытия зданий.
Проходные изоляторы для внутренней установки до 35 кВ включительно имеют полый фарфоровый корпус без наполнителя с небольшими ребрами. Для крепления изолятора в стене, перекрытии предусмотрен фланец, а для крепления проводника — металлические колпаки. Длина фарфорового корпуса определяется номинальным напряжением, а диаметр внутренней полости — сечением токоведущих стержней, следовательно, номинальным током.
Рис.5. Проходной изолятор для внутренней установки 10 кВ, 250-630 А
Рис.6. Проходной изолятор для внутренней установки 20 кВ, 8000-12500 А
Изоляторы с номинальным током до 2000 А (рис.5) снабжены алюминиевыми стержнями прямоугольного сечения. Изоляторы с номинальным током свыше 2000 А (рис.6) поставляются без токоведущих стержней. Размеры внутренней полости выбраны здесь достаточными, чтобы пропустить через изолятор шину или пакет шин прямоугольного сечения, а при очень большом токе — трубу круглого сечения.
Фланцы и колпаки, в особенности у изоляторов с большим номинальным током, изготовляют из немагнитных материалов (специальных марок чугуна, а также силумина — сплава на основе алюминия и кремния) во избежание дополнительных потерь мощности от индуктированных токов. У изоляторов, предназначенных для ввода жестких и гибких шин в здания РУ или шкафы КРУ наружной установки, часть фарфорового корпуса, обращенная наружу, имеет развитые ребра (рис.7) для увеличения разрядного напряжения под дождем.
Рис.7. Проходной изолятор наружно-внутренней установки 35 кВ, 400-630 А
Проходные изоляторы 110 кВ и выше в зависимости от назначения получили названия линейных или аппаратных вводов. Кроме фарфоровой они имеют бумажно-масляную изоляцию. На токоведущий стержень наложены слои кабельной бумаги с проводящими прокладками между ними. Размеры слоев бумаги и прокладок выбраны так, чтобы обеспечить равномерное распределение потенциала как вдоль оси, так и в радиальном направлении.
Рис.8. Герметизированный бумажно-масляный ввод 500 кВ с выносным бачком давления
Ввод (рис.8) состоит из следующих частей: металлической соединительной втулки 1, предназначенной для закрепления ввода в кожухе аппарата или в проеме стены, верхней 2 и нижней 3 фарфоровых покрышек, защищающих внутреннюю изоляцию от атмосферной влаги и служащих одновременно резервуаром для масла, заполняющего ввод. Вводы, предназначенные для аппаратов с маслом, имеют укороченную нижнюю часть; это объясняется более высоким разрядным напряжением по поверхности фарфора в масле сравнительно с разрядным напряжением в воздухе.
Вводы обычно герметизированы. Для компенсации температурных изменений в объеме масла предусмотрены компенсаторы давления, встроенные в верхнюю часть ввода или помещенные в особый бачок давления 4, соединенный с вводом гибким трубопроводом. Вводы имеют измерительное устройство, которое служит для контроля давления в системе ввод-бак.
