Высоковольтные изоляторы

7,5; 20 - минимальная разрушающая  сила на изгиб, кН;

0; 1 - вариант исполнения;

УХЛ, Т - климатическое исполнение;

2 - категория размещения.

Условное обозначение  изоляторов типа И:

И - изолятор;

4; 8 - минимальная разрушающая  сила на изгиб, кН;

60; 125 - испытательное напряжение  грозового импульса, кВ;

УХЛ, Т - климатическое исполнение;

2; 3 - категория размещения.

Изоляторы керамические проходные на напряжение свыше 1000 В

 

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 на переменное напряжение свыше 1000 В частоты до 100 Гц, а также для закрытых токопроводов.

 

Условное обозначение  типа изоляторов:

И - изолятор;

П - проходной;

У - усиленное исполнение внешней изоляции;

400, 630, 1000, 1600. 2000, 3150 -номинальный  ток, А; 

7,5; 12,5 - минимальная разрушающая  сила на изгиб, кН;

УХЛ - климатическое исполнение;

1,2 - категория размещения.

Изоляторы керамические проходные  неармированные серии ИК, ИМ

 

Изоляторы предназначены  для комплектации концевых и мачтовых кабельных муфт на напряжение до 35 кВ включительно.

 

Условное обозначение  типа изоляторов:

И - изолятор;

К - для концевых муфт;

М - для мачтовых муфт;

1, 10, 20, 35 - номинальное напряжение, кВ;

I - IV - промышленный вариант исполнения;

УХЛ, Т - климатическое исполнение;

I - категория размещения.

Изоляторы ИПУ-10-630 предназначены  для присоединения и изоляции токоведущих частей закрытых распределительных  устройств (ЗРУ) электрических станций  и подстанций, линиями электропередач на переменное напяжение свыше 1000В. Предназначены для внутренней и наружной установки.

 

Изоляторы ИО-10-3,75 опорные  армированные внутренней установки.

 

Изоляторы предназначены  для использования в составе электрических аппаратов и распределительных устройств наружной установки на номинальное напряжение до 10 кВ. Они отличаются ударопрочностью, вибростойкостью, низкой массой, высокой трекингостойкостью, стойкостью к солнечной радиации.

Для напряжения 110 кВ применяются изоляторы типа ОНС  – 110 – 2000

(О – опорный,  Н – наружной установки, С  – стержневой) на напряжение 110 кВ  и выдерживающий нагрузку на  изгиб 20 кН. В электроустановках  напряжением выше 110 кВ применяются  шинные опоры - колонны  или  трехгранные опоры в виде  пирамид  (описание  приведено  ниже).  Поскольку  с  увеличением   номи- нального напряжения увеличиваются  высота колонны и

 

 

изгибающий момент у основания, опорные фарфоровые изоляторы  малого  диаметра  из-за  их  малой  механиче- ской прочности  имеют ограниченное применение. Чаще используют  полые  изоляторы  относительно  большого диаметра  с  внутренними  перегородками,  препятствую- щими  проникновению  влаги  и  образованию  разрядов  в внутри полости (рисунок 6). Иногда вместо перегородок во внутренней полости  для предотвращения внутренних разрядов  прибегают  к  заполнению  ее  компаундом  или трансформаторным  маслом.  Однако  в  этом  случае  изоляторы должны иметь хорошее уплотнение, препятствующие вытеканию наполнителя.

Для РУ 110 – 220 кВ используют колонны из 3 – 5

изоляторов на напряжение 35 кВ.

Ввод (рисунок 8) состоит из следующих частей:

металлической  соединительной  втулки  1,  предназначенной  для  закрепления ввода в кожухе аппарата или в проёме стены, верхней 2 и нижней 3 фарфоро- вых  покрышек,  защищающих  внутреннюю  изоляцию  от атмосферной  влаги  и служащих  одновременно  резервуаром  для  масла,  заполняющего  ввод.  Вводы обычно герметизированы. Для компенсации температурных изменений в объеме масла  предусмотрены  компенсаторы  давления,  встроенные  в  верхнюю  часть ввода  или  помещённые  в  особый  бачок  давления 4,  соединённый  с  выводом гибким  трубопроводом.  Вводы  имеют 

измерительное  устройство,  которое  служит для контроля давления в системе ввод – бак.

Подвесные изоляторы предназначены для крепления многопроволочных проводов воздушных линий к опорам. Их конструируют так, чтобы они могли противостоять растяжению.

 

 

Рисунок 8 - Герметизированный  бумажно- маслянный ввод 500 кВ с выносным бачком давления.

Рисунок 9 - Подвесной тарельчатый изолятор.

 

Различают подвесные  изоляторы тарельчатые и стержневые.

Тарельчатый  изолятор (рисунок 9)  имеет  фарфоровый  или  стеклянный корпус  в  виде  диска (тарелки)  с  шарообразной  головкой.  Нижняя  поверхность  диска  выполнена  ребристой  для  увеличения  разрядного  напряжения  под  дождем, верхняя поверхность  диска - гладкая, с небольшим уклоном  для стекания дождя. Краю диска придана  форма капельницы, чтобы обеспечить стекание воды без смачивания нижней поверхности.

 

Внутрь фарфоровой головки введен стальной стержень, укрепленный на цементе.  Сверху  фарфоровую  головку  охватывает  колпак  из  ковкого  чугуна  с гнездом для введения в него стержня другого изолятора или  ушка для крепления гирлянды к  опоре. Все соединения выполнены  шарнирными.

Внутренней и  наружной поверхностям фарфоровой головки  придана та- кая форма, чтобы при тяжении провода фарфор испытывал только сжатие (как известно, прочность фарфора и стекла при сжатии значительно выше, чем при растяжении).  Так обеспечивают  высокую механическую  прочность подвесных изоляторов. Они способны выдержать тяжение проводов в несколько тысяч килограммов.

Изолятор стеклянный типа ПС 

К основным недостаткам фарфоровых и стеклянных изоляторов следует  отнести:  склонность  к  хрупкому  растрескиванию  и  разрушению, относительно низкие допускаемые механические напряжения, неопределенность прочностных свойств в состоянии «изгиб плюс кручение», проблемы с обеспечением долговременной надежной армировки фланцевоконцевателей.

Диагностика механического  состояния фарфоровых изоляторов с  определением остаточного ресурса  – сложная задача. В какой -то мере она решается регулярными осмотрами, ремонтами,

 

Практически  фарфоровая  изоляция,  использующаяся  в  электроэнергетике более 100 лет, стала  тормозом в дальнейшем развитии коммутационных аппаратов. Для  устранения  отмеченных  недостатков  фарфоровых  изоляторов  в  на- стоящее  время  отечественные  заводы  освоили  технологию  производства  полимерных изоляторов различного назначения (рисунок 11)

Рисунок  11

 

Основные преимущества этих изоляторов:

- высокие разрядные  характеристики;

- высокая гидрофобность  поверхности даже в загрязненном  состоянии

( уникальное  свойство кремнийорганики – передача  гидрофобности на

слой по- верхностных  загрязнений – обеспечивает

 низкие токи  утечки и высокие разрядные  характеристики в условиях 

загрязнения

 и увлажнения);

- высокая стойкость  к ударным электромеханическим  нагрузкам;

- сейсмостойкость  и вибростойкость;

- отсутствие  необходимости в регламентных  работах по защите цемент-

ных швов от влаги;

• отсутствие необходимости в обмыве изоляции на протяжении всего срока
• службы

при установке  в рекомендуемые зоны загрязнения;

- высокая сопротивляемость  актам вандализма;

- малый вес;

- низкие расходы  на транспортировку, отсутствие  боя;

- высокая надежность  и долговечность;

- нормируемый  срок эксплуатации 30 лет;

- гарантийный  срок эксплуатации 10-15 лет.

Ниже показана конструкция подвесных (рисунок. .12,13) и опорных

(рисунок 14, 15, 16) полимерных изоляторов.

  

 

Рисунок  12

 

Полимерные изоляторы  для ЛЭП 35-500 кВ.

Основными конструктивными  элементами этих изоляторов являются:

1 Стальной оконцеватель, защиту от коррозии которого обеспечивает метод горячего цинкования.

2 Экран защитный, изготовлен из алюминиевого сплава. Функции – выравнивание напряженности электрического поля вдоль изолятора, защита несущего элемента при перекрытиях, снижение уровня радиопомех.

3 Несущий элемент – стержень из однонаправленного стеклопластика, обладающий высокой электрической прочностью вдоль волокон.

4 Подслой, обеспечивающий высокую адгезию между несущим стержнем и защитной оболочкой.

5 Полимерная защитная оболочка. Выполнена из высоко- молекулярного каучука, который обладает высокой трекингостойкостью и гидрофобностью.

Функции – защита несущего элемента от атмосферных  воздействий,  формирование  длины  пути  утечки тока.

Линейный подвесной  стержневой изолятор ЛК 70/10-IV

  

 

 

  

Рисунок  13

 

 

Изолятор  предназначен  для  использования  в  натяжных  и  поддерживающих  подвесках  линий  электропередачи  с  наибольшим рабочим  напряжением 12 кВ. По электрическим  характеристикам изолятор соответствует  нормам, предъявляемым к 20 кВ изоляторам.

Рисунок  14

Опорный стержневой полимерный изолятор на напряжение 10 кВ

 

Полимерные опорно-стержневые изоляторы напряжением 10, 35 и 110 кВ

1Фланцы изолятора – изготавливаются литьем из высокопрочного чугуна марки ВЧ-50. Для защиты от коррозии применяется метод горячего цинкования. Присоединительные размеры фланцев могут быть изготовлены по требованию заказчика.

2 Заделка трубы во фланце исключает попадание влаги во внутренние полости и обеспечивает длительную работу изолятора в условиях воздействия изгибающих и крутящих нагрузок.

3 Внутреннее устройство изолятора обеспечивает герметичность внутренних полостей, защиту несущего элемента от конденсата и развития сквозного

разряда.

4 Применение стеклопластиковой трубы в качестве несущего элемента гарантирует высокие показатели прочности изолятора на изгиб и кручение.

Рисунок  15

Опорный стержневой полимерный изолятор на напряжение 20 кВ

 

 

Рисунок  16

 

  

Эти изоляторы  используются  при  производстве  разъединителей, комплектных  распределительных  устройств,  токопроводов  ,  шинных  опор  и т.д..  Их  применение  позволяет значительно повысить  надежность  электрооборудования.

Полимерные изоляторы обладают малой массой по сравнению с фарфо- ровыми  аналогами.  Например,  полимерный  изолятор  ИОСПК на 110  кВ  весит всего 25  кг.  Фарфоровый  изолятор  на  это же  напряжение  весит 75  кг,  что в 3 раза превышает вес полимерного изолятора ИОСПК (рисунок 17)

 

ОНШ-35-20 3шт         = ИОСПК-20-110/550-01 IV-УХЛ1

Рисунок  17

Буквы  в обозначении  расшифровываются следующим образом;

И – изолятор;  О – опорный;  С – стержневой;  П – полимерный;  К -  защитная оболочка из кремнийорганической резины; Л – линейный; 2,4; 10; 12,5; 20 - минимальное разрушающее усилие на изгиб в течение срока службы 30 лет в кН;

110, 35, 10- номинальное  напряжение в кВ; II, III - категория  исполнения по сте- пени загрязненности  атмосферы по ГОСТ 9920; УХЛ - категория  исполнения по ГОСТ 15150; 1 - категория  размещения по ГОСТ 15150, что обеспечивает  ста- бильную работу при температуре  окружающего воздуха от – 60 0С до + 50 0С. Изготовляются также  изоляторы серии ИОСПК с IV степенью  загрязненности. По классификации  IV степень загрязненности считается  как очень сильная. За- грязненность  такого  рода  встречается   в  следующих  районах: 

 

 Промышленные  районы, которые подвержены воздействию  проводящей пыли и промышленных  дымов,  образующих  достаточно  толстый  слой  проводящих  отложений.  Прибрежные районы, подверженные  воздействию морских брызг и  ветра с моря. Засушливые  районы  с  отсутствием  в  течение   длительного  времени  дождей,  подверженные воздействию сильных  ветров с песком и солью  с последующей регулярной конденсацией  влаги.

Стеклопластиковая труба  полимерного изолятора (стержень у  изоляторов серии ИОСПК) покрывается  защитным слоем из кремнийорганической  резины. Данная резина обладает уникальными  свойствами отталкивать воду - гидрофобностью. Это свойство кремнийорганической  резины также уменьшает загрязнения  полимерного  изолятора,  что  очень  важно  при  использовании  его  в  загрязненных районах. Дело в том, что со временем грязь на теле фарфорового изолятора  под  воздействием  климатических  факторов  как  бы "цементируется".  Для  очистки  этих  изоляторов  проводятся  специальные  работы,  которые  отнимают массу времени и сил. Полимерные изоляторы ИОСПК в  несколько раз меньше загрязняются по сравнению с фарфоровыми аналогами, соответственно снижа-ются  затраты  при  работах  связанных  с  их  очисткой.  Кремнийорганика  в  силу своей  химической  природы  и  состава  обладает  высокой  стойкостью  к  ультрафиолету  и длительному воздействию влаги  и грязи. Свойства кремнийорганической  резины отталкивать воду также предотвращают  обледенение и образование инея на поверхности изолятора. Также  резина обладает способностью сопротивляться образованию токоведущих дорожек  на поверхности изолятора - трекингостойкость. Испытания показали, что использование  кремнийорганической резины обеспечивает надежную работу изоляции в течении 30 лет.