Ізолятори для електротехнічних установок

Струмопровідні частини електронних установок і окремих апаратів повинні бути надійно ізольовані одні від інших і від землі. Для виконання цих функцій і кріплення струмоведучих частин використовують різні ізолятори, які поділяються на станційні, апаратні і лінійні.

Станційні і апаратні ізолятори використовують для кріплення та ізоляції шин в розподільних пристроях електростанцій і підстанцій або відповідно струмоведучих частин апаратів. Ці ізолятори, в свою чергу, поділяються на опорні і прохідні. Останні встановлюють при проході шин через стінки і перекриття всередині приміщень, також при виведенні їх з будівель або використовують для виведення струмоведучих частин з корпусів апаратів.

Лінійні ізолятори служать для кріплення проводів повітряних електронних ліній і шин відкритих розподільних пристроїв.

Ізолятори повинні задовольняти наступним вимогам: забезпечувати достатню електронну міцність, яка визначається напруженістю електричного поля (кВ / м), при якій матеріал ізолятора втрачає характеристики діелектрика, володіти достатньою механічною міцністю, що дає можливість протистояти динамічним зусиллям, які виникають між окремими струмоведучими частинами при короткому замиканні в ланцюги, забезпечувати незмінність своїх властивостей під впливом середовища (дощ, сніг і т. п.), володіти достатньою Теплостен кісткою, тобто не змінювати власних електронних параметрів при зміні температури в певних межах, мати поверхню, стійку проти впливу електричних розрядів.

До електронних рис ізоляторів відносяться: номінальне і пробивну напруги (мале напруга, при якому відбувається пробій ізолятора), розрядні і витримуються напруги промислової частоти в сухому стані (сухо-розрядний, при якому відбувається перекриття по поверхні ізолятора без втрати ізоляційних властивостей) і під дощем (мокро-розрядний, по змоченою поверхні ізолятора), імпульсні 50% -ві розрядні напруги обох полярностей. 

До головних механічним характеристикам ізоляторів відносяться: мала (номінальна) руйнівне навантаження (в ньютонах), прикладена до голівці ізолятора в напрямку, перпендикулярному осі, також розміри і маса.

Лінійні ізолятори створені для ізоляції і кріплення дротів на повітряних лініях і в розподільчих пристроях електростанцій і підстанцій. Робляться вони з порцеляни або загартованого скла. За конструкцією ізолятори ділять на штирові і навісні.

Штирові ізолятори використовуються на повітряних лініях напругою до 1 кВ і на ПЛ 6-35 кВ (35 кВ - зрідка і тільки для проводів малих перетинів). На номінальну напругу 6-10 кВ і нижче ізолятори виготовляють одноелементними, а на 20-35 кВ - двоелементною.

Навісний ізолятор тарельчатого типу найбільш поширений на повітряних лініях напругою 35 кВ і вище. Навісні ізолятори складаються з порцелянової або скляній ізолюючої частини і залізних деталей - шапки та стержня, що з`єднуються з ізолюючої частиною засобом цементної зв`язки.

Для повітряних ліній в районах з брудної атмосферою розроблені конструкції ізоляторів і забрудненню виконання із завищеними розрядними рисами і збільшеною довжиною шляху витоку. 

Навісні ізолятори збирають в гірлянди, які бувають підтримують і натяжними. 1-і монтують на проміжних опорах 2-і - на анкерних. Число ізоляторів в гірлянді залежить від напруги смуги. Наприклад, в підтримуючих гірляндах повітряних ліній з металевими і залізобетонними опорами 35 кВ повинно бути 3 ізолятора, 110 кВ - 6 - 8, 220 кВ - 10 - 14 і т. Д ..

Штирові ізолятори кріпляться на опорах за допомогою гаків або штирів. Якщо потрібна підвищена надійність, то на анкерні опори встановлюють не один, а два і навіть три штирьових ізолятора. 

Станційні і апаратні ізолятори, як і лінійні, майже завжди виготовляють з порцеляни, який найбільш повно відповідає поставленим вимогам. Ряд деталей апаратів, що виконують функції ізоляції, особливо що знаходяться всередині кожухів і в деяких випадках залитих ізоляційним маслом, виготовляють з бакеліту, гетинакса і текстоліту.

Для кріплення ізолятора до основи і шин або струмоведучих частин апаратів до ізолятора вживають залізну арматуру, іншими словами залізні частини, закріплені на порцеляні. Арматуру закріплюють на порцеляні в більшості випадків за допомогою різного роду цементують замазок з коефіцієнтом великого термічного ресшіренія, близьким до коефіцієнта порцеляни. З метою поліпшення якості ізоляторів їх фарфоровий корпус із зовнішнього боку покривають глазур`ю.

Залежно від роду установки вживають ізолятори для внутрішньої або зовнішньої установки. Ізолятори для зовнішньої установки мають більш розвинену поверхню, завдяки якій зростає мікроразрядное напруга, що забезпечує надійну роботу під дощиком, також в брудному стані.

Ізолятори на різні номінальні напруги відрізняються активною висотою порцеляни, а на різні руйнують механічні зусилля - поперечником.

Опорні ізолятори можна поділити на опорно-стрижневі й опорно-штирові. Опорні-стрижневі ізолятори мають суцільний або повний фарфоровий стрижень з виступаючими ребрами.

Арматура ізоляторів, розрахованих на значну механічну навантаження, складається з округлих або квадратних фланців з отворами для болтів знизу і залізних головок з нарізними отворами для кріплення провідника зверху.

Ізолятори, розраховані на найменшу механічне навантаження, не мають фланців і головок. У їх передбачені залізні фасонні вкладиші з різьбовими отворами, укріплені в поглибленнях фарфорового стрижня. Ці ізолятори завдяки внутрішній закладенні арматури мають найменші розміри і масу.

Ізолятори для внутрішньої установки на напругу до 35 кВ серії ОФ мають конічне фарфорове тіло з одним або 2-ма маленькими ребрами. Опорно-стрижневі ізолятори для зовнішньої установки серії ОНБ відрізняються від розглянутих більш розвиненими ребрами. Їх виготовляють для напруг 10 - 110 кВ.

Опорно-штирові ізолятори серії ОНШ створені для зовнішньої установки. Вони мають фарфорове тіло з далеко виступаючими ребрами (крилами) для захисту від дощу. Ізолятор кріплять на підставі за допомогою металевого штиря з фланцем. Зверху передбачений металевий ковпак з нарізними отворами для кріплення струмоведучих частин.

Прохідні ізолятори для внутрішньої установки на напругу до 35 кВ мають порожнистий фарфоровий корпус з маленькими ребрами. Для кріплення ізолятора в перекритті (стінці) на середній його частині передбачено фланець, а на торцях для кріплення провідника - залізні ковпаки. Прохідні ізолятори з номінальним струмом до 2000 А забезпечені стрижнями прямокутного перетину.

Ізолятори на ток 2000 А і вище, так звані «шинні», поставляються без стрижнів. Ці ізолятори на торцях мають ковпаки спеціальної конструкції, які утримують залізні планки з прямокутними вирізами, через які пропускається Струмовідна шина.

Фланці і ковпаки у ізоляторів з величезним номінальним струмом (зазвичай більше 1000 А) виготовляють з немагнітних матеріалів - чавуну особливих марок, силуміну - для уникнення додаткових втрат через индуктироваться струмів.

Прохідні ізолятори, одна частина яких працює на відкритому повітрі, а інша - в закритому приміщенні або в маслі, як, наприклад, прохідні ізолятори трансформаторів і масляних вимикачів, роблять несиметричними. Частина фарфорового корпусу, що працює на повітрі, має більш розвинені ребра.

Прохідні ізолятори на напругу 110 кВ і вище, так звані «вводи», беручи до уваги порцелянової, мають Маслобарьерний або в більш нових конструкціях паперово-масляну ізоляцію. В останньому випадку на токоведущий стрижень накладені шари кабельного паперу з провідними прокладками з алюмінієвої фольги між ними (конденсаторний введення). Конденсаторний введення забезпечує рівномірний розподіл потенціалу як уздовж осі, так і в круговому напрямку. Ці вводи зазвичай герметизовані.

Корисні веб-сайти:

Енергетика і промисловість Росії - інформаційний портал

Електрична електротехнічна бібліотека