Главная | Обратная связь

ИЗОЛЯТОРЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ УСТАНОВОК

Основное требование, предъявляемое к электрическим аппаратам и установкам, - надежная изоляция их токоведущих частей одна относительно другой и от земли. Для этой цели в электрических установках применяют твердые, жидкие и газообразные диэлектрики. Для изолирующих материалов характерны электрическая прочность, теплоустойчивость, влагонепроницаемость, влагостойкость, дугостойкость и др. Для твердых материалов дополнительно к перечисленным необходимы механическая прочность на сжатие, растяжение, изгиб и кручение. Лучше других перечисленным требованиям отвечают фарфоровые и стеклянные изоляторы, подразделяемые на станционные, аппаратные и линейные.

Станционные и аппаратные изоляторы предназначены для крепления и изоляции шин в закрытых и открытых распределительных устройствах электростанций, подстанций и токоведущих частей аппаратов. Их делят на опорные и проходные. Опорные изоляторы служат для установки на них электрических аппаратов, а проходные - для прохождения токоведущих частей через стены и выводы их из корпусов аппаратов.

Линейные изоляторы используют для крепления проводов воздушных линий и шин открытых распределительных устройств. Для изоляторов всех типов должны быть характерны достаточная электрическая и механическая прочность. Последняя позволяет выдерживать механические нагрузки от электроаппаратов и динамические - от воздействия токов к.з. Изоляторы должны иметь стабильные характеристики при воздействии на них изменяющихся климатических условий (допустим, снег и др.), обладать теплостойкостью, т. е. не изменять своих свойств при колебаниях температуры в определенных пределах, иметь поверхность, устойчивую против воздействия электрических разрядов, а также по возможности небольшие габариты и массу.

К параметрам, по которым выбирают изоляторы, относят: номинальное и пробивное напряжение (минимальное напряжение, при котором происходит пробой изолятора); разрядные и выдерживаемые напряжения промышленной частоты в сухом состоянии (сухоразрядное, при нем по сухой поверхности перекрывается изолятор, сохраняя изоляционные качества) и под дождем (мокроразрядное, по мокрой поверхности изолятора); импульсные 50%-ные разрядные напряжения обеих полярностей.

Механические параметры характеризуются минимальной разрушающей нагрузкой (в ньютонах), приложенной к головке изолятора, перпендикулярно его оси, а также массой и размером. Наиболее полно всем требованиям отвечают фарфоровые и стеклянные изоляторы. Фарфоровые изоляторы с внешней стороны покрывают глазурью для повышения качества. Однако ряд изолирующих деталей, особенно внутри кожухов аппаратов, изготовляют из гетинакса, бакелита и текстолита, имеющих хорошие механические и изолирующие свойства.

Изоляторы крепят к основанию конструкции, шинам, токоведущим частям аппаратов с помощью металлической арматуры. Последнюю закрепляют на фарфоре посредством различных цементирующих замазок с коэффициентом объемного теплового расширения, близким к коэффициенту фарфора.

Изоляторы изготовляют для внутренней и наружной установки. У изоляторов для наружной установки более развитая поверхность, что способствует повышению значения мокроразрядного напряжения и обеспечению надежной работы под дождем и в загрязненном состоянии. Изоляторы различных напряжений отличаются высотой, а в зависимости от механических нагрузок - диаметром. Существуют опорные изоляторы четырех серий - А, Б, В и Д, отличающиеся допустимой механической нагрузкой.

Опорные изоляторы делят на опорно-стержневые и опорно-штыревые. Опорно-стержневой фарфоровый изолятор состоит из фарфорового корпуса 1 (рис. 9. 4, а), на котором расположен чугунный колпачок с отверстиями и резьбой, предназначенными для крепления на изоляторах шин или шинодержателей. Чугунное основание 3 может быть круглой, овальной или квадратной формы. В круглом основании в центре расположено одно отверстие для крепления изолятора болтом к металлической конструкции. В овальном основании имеется два отверстия для крепления изолятора болтами к бетонной или кирпичной стене. Изоляторы на большую механическую нагрузку выполнены с основанием четырехугольной формы, и их крепят четырьмя болтами.

Опорно-стержневые изоляторы для наружной установки серии ОНШ (рис. 9. 5) отличаются от рассмотренных более развитыми ребрами, благодаря которым увеличивается разрядное напряжение под дождем. Их изготовляют на напряжение 10... 110 кВ с минимальной разрушающей нагрузкой 3... 20 кН. Опорные штыревые изоляторы серии ОНШ предназначены для наружной установки, имеют фарфоровый корпус с далеко выступающими ребрами для защиты от дождя. Изолятор укреплен чугунным штырем с фланцем и изготовлен на напряжение 10... 35 кВ на минимальную разрушающую нагрузку 5... 20кН.

Опорно-штыревые изоляторы наружной установки на напряжение 110... 220 кВ типа ИОС 110/220 получают путем соединения нескольких изоляторов серии ОНШ на 35 кВ (рис. 9. 6).

Проходные изоляторы для внутренней установки напряжением до 35 кВ имеют полый фарфоровый корпус без наполнителя с небольшими ребрами. Для крепления изолятора в стене или перекрытии предусмотрен фланец, а для крепления проводника - металлические колпачки. Длину фарфорового корпуса определяют номинальным напряжением, а диаметр внутренней полости - сечением токопроводов и, следовательно, номинальным током. Изоляторы с номинальным током до 2000 А (рис. 9.7) снабжены алюминиевыми прямоугольными токопроводами, а свыше 2000 А - без них. Эти изоляторы имеют на торцах колпачки специальной конструкции, удерживающие стальные планки с прямоугольными вырезами для шин. Фланцы и колпачки для изоляторов на токи свыше 1000 А изготовляют из немагнитных материалов - чугуна специальных марок, силумина - для избежания нагрева и дополнительных потерь из-за индуктированных токов. У проходных изоляторов, одна часть которых работает на открытом воздухе, а другая - внутри помещения или в масле (как, например, у проходных изоляторов масляных выключателей или трансформаторов), фарфоровый корпус выполняют несимметричным. Часть изолятора, находящаяся на воздухе, имеет более развитую поверхность с ребрами для увеличения мокроразрядного напряжения, а находящаяся внутри бака или помещения - более гладкую.

Проходные изоляторы напряжением 110 кВ и выше, названные «вводами», кроме фарфоровой имеют бумажно-масляную изоляцию, накладываемую на токоведущий стержень. Между слоями кабельной бумаги помещают проводящие прокладки. Размеры слоев бумаги и прокладок выбирают так, чтобы обеспечить равномерное распределение потенциала как вдоль оси, так и в радиальном направлении.

Ввод включает в себя металлическую соединительную втулку (рис. 9. 8) для закрепления ввода в проеме стены или кожухе аппарата. Верхняя 2 и нижняя 3 фарфоровые покрышки служат для защиты изоляции от влаги и образуют резервуар для масла, заполняющего ввод. Вводы, предназначенные для аппаратов с маслом, имеют укороченную нижнюю часть, что объясняется более высоким разрядным напряжением по поверхности фарфора в масле по сравнению с такими же в воздухе. Вводы герметизированы. Для компенсации давления из-за изменения температуры предусмотрены компенсаторы давления 4. Для контроля давления в системе ввод - бак служит измерительное устройство.