Линейные изоляторы и линейная арматура
Линейные изоляторы и линейная арматура
Цель работы:
изучить линейную арматуру, существующие линейных изоляторов, их конструктивные особенности, области применения, а также конструкцию, преимущества полимерных изоляторов.
Общие сведения:
Изоляторы предназначены для изоляции проводов воздушных линий друг от друга и от земли, а так же для крепления токоведущих частей.
Изоляторы должны отвечать ряду требований, определяющих их электрические и механические характеристики, в соответствии с назначением и номинальным напряжением, а также загрязненностью среды в районе установки.
К электрическим характеристикам относятся: номинальное напряжение, пробивное напряжение, разрядные и выдерживаемые напряжения промышленной частоты в сухом состоянии и под дождем. Основной механической характеристикой является минимальная разрушающая нагрузка, приложенная к головке изолятора в направлении, перпендикулярном его оси. Изоляторы должны быть теплостойкими и гигроскопичны.
Различают изоляторы станционные, аппаратные и линейные.
Станционные применяются для крепления и изоляции шин в распределительных устройствах электрических станций и подстанций. К ним относятся проходные и опорные изоляторы.
Аппаратные служат для крепления токоведущих частей аппаратов.
Линейные изоляторы служат для крепления проводов воздушных линий
электропередач и шин открытых распределенных устройств.
Линейные изоляторы предназначены для крепления многопроволочных проводов воздушных линий к опорам и для изоляции токоведущих частей друг от друга и от земли . Их конструируют так,
чтобы они могли противостоять растяжению, изготавливаются из фарфора и закаленного стекла. Фарфоровый корпус изоляторов с внешней стороны покрывается глазурью в целях улучшения электрической и механической прочности изолятора.
Линейные изоляторы подразделяются на штыревые и подвесные.
Штыревые изоляторы применяются на ВЛ до 35 кВ включительно. Основные части штыревого изолятора:
— шапка из изоляционного материала (керамика, отожженное стекло);
-крюк (штырь), с помощью которого штыревой изолятор крепится к опоре
или траверсе, а вязка провода осуществляется либо на верхней части шапки изолятора, либо на самой шапке.
Конструктивно штыревые изоляторы различаются по форме юбочки. Чем больше агрессивность, тем больше юбочка.
В марке изолятора присутствует обозначение типа (Ш), материала (Ф или С), номинального напряжения (в киловольтах) и исполнения (А, Г и др).
ШС-6 (штыревой стеклянный изолятор на напряжение 6 кВ);
ШФ-10 (штыревой фарфоровый изолятор на напряжение 10 кВ).
Тарельчатый изолятор 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 отекания дождя. Краю диска придана форма капельницы, чтобы обеспечить отекание 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 такая форма, чтобы при тяжении провода фарфор испытывал только сжатие (как известно, прочность фарфора и стекла при сжатии значительно выше, чем при растяжении). Так обеспечивается высокая механическая прочность подвесных изоляторов. Они способны выдержать тяжение проводов в несколько тысяч килограммов.
Различают поддерживающую гирлянду изоляторов (на промежуточных опорах) и натяжную (на анкерных опорах). На 110 кВ в нормальной среде эксплуатации в поддерживающая гирлянда состоит из 6-7 тарелок, натяжная -из 7-9 штук. Если среда эксплуатации агрессивная поддерживающая гирлянда состоит из 8-9 тарелок, а натяжная из 9-11 штук.
Марка изолятора содержит буквы П (подвесной), С (стеклянный) или Ф (фарфоровый), Г (грязестойкий) и А,Б, В,Д (Обозначения модификации).
ПС-4,5 (подвесной стеклянный изолятор на разрушающую нагрузку 4,5 тонны);
ПФ-6 (подвесной фарфоровый изолятор на разрушающую нагрузку 6 тонн).
Линейные изоляторы стержневого типа имеют ребристый фарфоровый корпус и два колпака укрепленных на цементе. Крепление изолятора к опоре и крепление провода, выполнены шарнирными. В отличие от тарельчатых изоляторов фарфор стержневых изоляторов подвержен растяжению.
В связи с этим механическая прочность стержневых изоляторов ниже прочности тарельчатых.
Существенным недостатком стержневых изоляторов является возможность полного их разрушения электрической дугой или при ударах извне, при этом происходит падение провода. Тарельчатые изоляторы в таких случаях полностью не разрушаются, они теряют свою электрическую прочность, но сохраняют механическую и способны длительно выдерживать тяжение провода.
К основным недостаткам фарфоровых 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 фланцев-оконцевателей.
Диагностика механического состояния фарфоровых изоляторов с определением остаточного ресурса — сложная задача. В какой — то мере она решается регулярными осмотрами, ремонтами, акустико-эмиссионным контролем и т.п., что усложняет эксплуатацию изоляторов.
Продолжение в предыдущей статье.