Какие бывают изоляторы ВЛ и для чего они предназначены?

Какие бывают изоляторы ВЛ и для чего они предназначены?

Как устроены изоляторы ВЛ

Провода воздушной линии электропередачи крепят к опорам с помощью изоляторов из фарфора или закаленного стекла . Стеклянные изоляторы легче фарфоровых и лучше их противостоят ударным нагрузкам.

К достоинствам стеклянных изоляторов относится и то, что в случае электрического пробоя или разрушающего механического или термического воздействия закаленное стекло изолятора не растрескивается, а рассыпается. Это облегчает нахождение не только места повреждения на линии, но и самого поврежденного изолятора в гирлянде и тем самым позволяет отказаться от трудоемких профилактических замеров на линиях.

Конструктивно изоляторы ВЛ подразделяются на штыревые и подвесные .

Штыревые изоляторы применяются как на линиях напряжением до 1 кВ, так и на линиях напряжением 6 — 35 кВ. Низковольтные штыревые изоляторы имеют форму (рис. 1 , а).

У высоковольтных штыревых изоляторов на 6 и 10 кВ (рис. 1 , б, в, г, д) развиты конструкции «юбок». Штыревые изоляторы на линиях напряжением 35 кВ применяются редко и только для проводов малых сечений. Обычно их изготовляют из нескольких склеенных элементов (рис. 1 , д).

На опорах штыревые изоляторы крепят при помощи крючков и штырей. В том и другом случаях на стрежни крючков или штырей, снабженных насечками, накручивают слой палки (пеньки), смоченной суриком, растертым в олифе, после чего на паклю по резьбе, имеющийся в фарфоре, навертывают изолятор.

Рис. 1 . Штыревые изоляторы ВЛ : а – ШФН и НС, б – ШФ-10В, в – ШФ10-Г и ШФ20-В, г – ШС10-А и ШС10-В, д – ШФ35-Б

В обозначениях типов изоляторов буквы и цифры означают: Ш – штыревой, Ф – фарфоровый, С – стеклянный, Н – низкого напряжения, цифра – номинальное напряжение, кВ, или минимальная электромеханическая нагрузка в кН, буквы А, Б, В, Г – вариант конструкции изолятора.

Для воздушных линий напряжением 35 кВ с проводами средних и больших сечений, а также для линий более высокого напряжения применяют только подвесные изоляторы (рис. 2 ).

Подвесные изоляторы состоят из фарфоровой или стеклянной изолирующей части и металлических деталей – шапок и стержней, соединяемых с изолирующей частью посредством цементной связки.

Рис. 2 . Подвесные изоляторы ВЛ : а – ПФ70–В, ПФ160-А, ПФ210-А, б – ПФГ70-Б, в – ПС70-Д, ПС120-А, ПС160-Б, ПС300-Б, г – ПСГ70-А и ПСГ120-А.

Для разных условий по загрязненности окружающей среды применяются тарельчатые изоляторы разных типов , отличающихся друг от друга основными характеристиками: длиной пути тока утечки и испытательным напряжением. Подвесные изоляторы собираются в гирлянды, которые бывают поддерживающими и натяжными. Поддерживающие гирлянды изоляторов монтируются на промежуточных опорах, подвесные – на анкерных (рис. 3).

Рис. 3. Гирлянда из подвесных изоляторов

Количество изоляторов в гирлянде зависит от рабочего напряжения линии, степени загрязненности атмосферы, материала опор и типа применяемых изоляторов. Так, для линии напряжением 35 кВ – 2-3, для 110 кВ – 6-7, для 220 кВ- 12-14 и т.д.

Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!

Подписывайтесь на наш канал в Telegram!

Просто пройдите по ссылке и подключитесь к каналу.

Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети:

Какие бывают электрические изоляторы и для чего они предназначены?

Обязательным условием для передачи электрической энергии является проводниковый материал, необходимый для протекания тока. Но для исключения возможности попадания потенциала на несущие конструкции и другие элементы устанавливаются электрические изоляторы. В современной электротехнике невозможно представить себе работу каких-либо силовых устройств без изоляторов.

Что из себя представляют электрические изоляторы?

Электрические изоляторы представляют собой диэлектрический элемент электроустановки, конструктивно выполняемый из изоляционного материала и армирующих деталей. Диэлектрик предназначен для электрического отделения, а металлические конструкции позволяют зафиксировать как сам изолятор, так и проводники на нем. В качестве диэлектрического материала используется стекло, полимер или керамика.

Назначение

Электрические изоляторы предназначены для крепления шин, проводов, тралеи и прочих токоведущих элементов к корпусу электроустановки, консолям опор и прочим конструкциям. Помимо этого они изолируют проводники при прохождении через стены, позволяют отделить электроустановки друг от друга и прочие несущие функции.

В зависимости от места установки их подразделяют на внутренней и наружной. Также немаловажное значение играет класс напряжения, на который рассчитан тот или иной изолятор. Из-за чего будет отличаться его конструктивное исполнение и определенные технические характеристики, определяющие возможность их применения в тех или иных электроустановках [ 1 ].

Основные технические характеристики

В соответствии с требованиями нормативных документов, для электрических изоляторов регламентируются такие характеристики:

• — это такая величина, при которой произойдет электрический разряд в условиях сухого состояния поверхности. Перекрытие изолятора
• – определяет такую же величину, как и предыдущий параметр, но при условии попадания дождя на поверхность. При этом рассматривается такой вариант, когда направление струй располагается под углом 45°.

Рис. 2. Изолятор под дождем

При таком потоке струй под углом 45°, которые обозначены на рисунке 2 буквой А, обеспечивается максимальное обтекание поверхности Б, и, как следствие, обеспечивается минимальное сопротивление электрическому току – от 9,5 до 10,5 кОм*см. Этот параметр всегда ниже сухоразрядного.

• я – представляет собой такую величину, при которой произойдет пробой между двумя полюсами. В зависимости от конструкции, полюса могут быть представлены стержнем и шапкой либо шиной и фланцем.
• – проверяется нагрузкой на изгиб, разрыв или срез головки. При этом конструкцию жестко закрепляют и прикладывают к ней усилие, плавно повышаемое до такого уровня высочайшего напряжения в материале, которое приводит к разрушению.
• – испытывается посредством попеременного нагревания и резкого охлаждения. Состоит из двух-трех циклов, в зависимости от материала и конструкции. После чего прикладывается электрический потенциал, создающий множественные разряды.

Проверка технических характеристик.

Следует отметить, что испытательные процедуры не являются обязательными для всех изоляторов, выпускаемых на заводе. Электрическим, термическим и механическим воздействиям подвергаются только 0,5% от партии. Обязательной для всех изоляторов является проверка напряжением перекрытия в течении трех минут, при котором на изоляторе возникают искровые разряды.

У подвесных изоляторов обязательно проверяется механическая характеристика. Для этого в течении минуты к нему прикладывается механическая нагрузка, которую регламентируют заводские или государственные нормы.

Такие испытания обеспечивают нормальную работу электрических изоляторов при номинальных токах и номинальных напряжениях в сети. А также, достаточный уровень надежности. Кроме этого, некоторые модели подвергаются периодической проверке в ходе эксплуатации. По результатам периодических осмотров и испытаний они могут проходить очистку, выбраковку и замену.

Типовая конструкция

Для начала разберем пример типовой конструкции на эскизе штыревого изолятора.

Рис. 3. Изолятор в разрезе

Как видите на рисунке 3, в конструкции предусмотрены ребра А и Б. Которые позволяют увеличить электрическую прочность за счет удлинения пути для тока утечки по поверхности. В связи с различными углами уклона ребер обеспечивается возможность защиты от выпадающих осадков. Так ребра А имеют меньший уклон, поэтому они наиболее актуальны для твердых осадков – снега, грязи и т.д. Потому что влага может подлизываться под низ и значительно сокращать величину разрядного напряжения.

В отличии от них, юбки Б позволяют полностью исключить возможность попадания влаги при дождливой погоде. Это обеспечивает постоянный запас сопротивления, которое и гарантирует величину напряжения пробоя. Помимо этого, юбки Б не боятся намерзания гололеда и могут обеспечивать нормальную работу высоковольтных линий в случае сложной метеорологической ситуации.

Для крепления головки стержня предусмотрена резьба В, которая позволяет закрепить конструкцию на консоли или армирующих крюках. В верхней части находится желоб Г для фиксации провода. Дополнительно провод увязывается проволокой для более надежного крепления воздушных ЛЭП.

Рис. 4. Конструкция проходного изолятора

Проходной изолятор имеет немного иную конструкцию, так как его задача не только изолировать токоведущую шину от стены, но и обеспечить нормальное протекание тока внутри самого изолятора. Посмотрите, шина обжимается с обеих сторон алюминиевой крышкой для ее надежного закрепления снаружи. Внутри механическое крепление осуществляется за счет герметика, который помимо этого предотвращает попадание загрязнителей и агрессивных веществ. Также для удобства крепления проводов или шин может устанавливаться дополнительный лепесток на самой крышке, как показано на рисунке 4.

Защитная оболочка из кремнийорганической резины препятствует электрическому пробою по поверхности от шины до фланца. Изоляция от пробоя внутренних элементов выполняется посредством стеклопластиковой трубы, которая помещается внутрь ребристой рубашки. Более детальную информацию о параметрах можно почерпнуть из обозначения модели.

Обозначения изоляторов

В маркировке каждого изделия содержится информация о его типе, материале и прочих характеристиках. Посмотрите пример маркировки для изолятора НСПКр 120 – 3/0,6 – Б.

• Первая буква Н указывает на назначение модели, в данном случае Н — натяжной. Также может быть К – консольный, Ф – фиксаторный, П – подвесной.
• С – обозначает, что это стержневой изолятор.
• П – изоляционный материал, в данном случае П – полимер.
• К – наружное покрытие, в данном случае кремнийорганическая резина.
• р – индекс, обозначающий, что защитная оболочка ребристая цельнолитая.
• 120 – показатель нормированного разрушающего усилия в кН.
• 3 – класс напряжения проводов ВЛ, для которого применяется.
• 0,6 – обозначает длину пути тока утечки, измеряемую в метрах.
• Б — обозначает вид зацепления.

Классификация

Для обеспечения надежного электроснабжения и соблюдения максимального уровня безопасности в каждом конкретном случае в электроустановках должны применяться изоляторы соответствующего типа и конструкции. В зависимости от критерия выделяют несколько параметров их классификации.

По назначению

В зависимости от назначения выделяют такие виды изоляторов:

• – применяют для механического крепления токоведущих стержней или ошиновки в распределительных устройствах. В зависимости от назначения стационарные изоляторы дополнительно подразделяются на опорные и проходные. Так опорные изоляторы выступают в роли основания, на которое крепятся шины в ячейках или несущих конструкциях. Проходные изоляторы позволяют провести токоведущий элемент сквозь стену или перекрытие помещения.
• – имеют схожее назначение со стационарными, но применительно к каким-либо аппаратам. К примеру, аппаратные изоляторы нашли широкое применение в выпрямительных установках, силовых приборах, комплектных подстанциях, установках аппаратов высокого напряжения и прочих агрегатах. Посмотрите на рисунок 5, здесь представлен пример его использования, где он имеет обозначение АИ. Рис. 5. Пример аппаратных изоляторов
• – используются для наружной установки под высоковольтные линии или ошиновку открытых распредустройств. Отличительной чертой линейных изоляторов является наличие широких ребер или юбок, предназначенных для увеличения пути поверхностного пробоя в случае выпадения осадков.

По материалу исполнения

В зависимости от применяемого диэлектрика выделяют такие виды изоляторов:

• – отличаются высокой механической прочностью на сжатие, но боятся динамических воздействий. Для предотвращения появления проводящих каналов, из-за оседания пыли и грязи на поверхности, керамический материал покрывается глазурью.
• – подразделяются на модели, которые имеют упругую деформацию и монолитные. Отличаются куда большим удельным сопротивлением материала, чем фарфоровые. Но мягкая поверхность в большей мере подвержена загрязнению, чем покрытый глазурью фарфор. Помимо этого из-за воздействия ультрафиолета полимер разрушается и утрачивает свойства, поэтому их применяют для внутренней установки.
• – отличаются не такой высокой прочностью, подвержены сколам при динамических воздействиях. Но в отличии от других материалов не подвержены воздействию агрессивных реагентов. Обладают меньшим весом и более просты в обслуживании, чем фарфоровые.

По способу крепления на опоре

В зависимости от способа крепления бывают:

Классификация по способу крепления

• – крепятся посредством металлической арматуры и выступают в роли опоры воздушных ЛЭП, откуда и возникло название опорно-штыревые изоляторы.
• – выполняются тарельчатыми изоляторами, которые собираются в гирлянды, в зависимости от класса напряжения присоединенных к ним электрических аппаратов.
• – имеют форму сплошного стержня, который устанавливается в качестве опорного или подвешивается за элементы арматуры в качестве натяжного. Опорно-стержневые изоляторы устанавливается в распредустройствах для изоляции шин. На их краях посредством чугунных крыльев крепятся токоведущие части.

Видео в дополнение темы

Типы изоляторов воздушных линий электропередачи

Вступление

Для закрепления проводов воздушных линий электропередач на опорах выпускаются и используются специальные диэлектрические изделия, называемые изоляторы. Про типы изоляторов воздушных линий электропередачи пойдёт речь в этой статье. В статье использованы материалы Компании «БИНАБИ», занимающейся поставкой высоковольтного оборудования, кабельно–проводниковой продукции, арматуры для СИП и ВЛ. Сайт компании https://binabi.ru/izolyatory/.

Что такое изоляторы

Изоляторы в аббревиатуре обозначений и маркировок этих электротехнических изделий обозначаются буквой «И».

Нужны изоляторы для изолированного крепления проводов линий электропередачи или проводов контактных сетей или шин и проводов в распределительных устройствах.

В основном используются для не изолированных проводов типа АС в ЛЭП и электротехнических шин ШМТ. Могут использоваться для крепления изолированных проводов СИП в ВЛИ.

Типы изоляторов по материалам

Для изготовления этих изделий используют довольно банальные, но от этого не менее функциональные и надёжные диэлектрические материалы: стекло, фарфор и полимеры. Последние из-за ряда особенностей композитного материала не используются на воздушных линиях электропередачи свыше 220 кВ.

Итак по материалу изоляторы ВЛ могут быть:

• Стеклянными;
• Фарфоровыми;
• Полимерными.

Изоляторы из стекла

Сразу отметим, что изоляторы из стекла стоят дороже аналогичных изделий из фарфора, но имеют перед ними ряд преимуществ.

Так как стеклянные изоляторы прозрачны и на них легко визуально обнаружить повреждения, в том числе внутренние, изолирующих тарелок. Это позволяет не проводить частых испытаний напряжением и упрощает обслуживание ЛЭП.

Фарфоровые изоляторы

Традиционные изоляторы не меняющиеся уже много лет. Имея все необходимые характеристики: диэлектрика, абсолютная прочность на изгиб, не горючесть, водонепроницаемость, «равнодушие» к ультрафиолету, они имеют преимущество по цене.

К недостаткам относим повышенную хрупкость, которая усиливает требования по безопасной упаковке и транспортировке.

Полимерные изоляторы

И золяторы из композитов пока не используются в линиях электропередачи свыше 220 кВ. Это связано со всеми недостатками присущими полимерам.

Они изгибаются при продольных нагрузках;

• Боятся ультрафиолета;
• Стареют со временем;
• От температуры теряют механическую прочность;
• Скрытые дефекты полимерных изоляторов трудно обнаружить.

Типы изоляторов по назначению

Кроме деления изоляторов по материалу изготовления, есть типы изоляторов по назначению. Это изоляторы:

• Штыревые;
• Подвесные;
• Опорные;
• Проходные;
• Стержневые.

Изоляторы штыревые (ИШ)

С помощью штыревых изоляторов неизолированные провода АС и изолированные провода СИП-3 крепят к траверсам опор.

Подвесные изоляторы (ПС, ПСД, ПСВ)

Данные изоляторы подвешивают на опоры ВЛЭП для крепления методом подвеса проводов и кабелей. Чаще изготавливают из закалённого стекла.

Изоляторы опорные (ИО, ИОР, СА, ОНШП)

Данные изоляторы используют в распределительных установках и другом электрооборудовании для закрепления токопроводящих элементов. Работают на участках от 6 до 35 кВ.

Проходные изоляторы (ИП, ИПУ)

При необходимости провести провод или шину через стену, например, на вводе в подстанцию, используют проходные изоляторы.

Стержневые изоляторы (ИС, ИОС)

Опорно–стержневые (ИОС) и стержневые (ИС) изоляторы используются на электрических станциях и подстанциях напряжений больше 1000 Вольт. Изготавливаются из фарфора или стекла. Монтируется вертикально, имеет характерные винтовые ребра.

Изоляторы для частного дома

Существуют отдельные типы изоляторов используемых в электрике частного дома. Например,

Изоляторы керамические для открытой проводки в стиле «Ретро».

Керамические изоляторы для электрического ввода в дом, монтируются на крюках или траверсах.

Заключение

Типы изоляторов воздушных линий электропередачи насчитывают десятки наименований. Выбирать изоляторы нужно по напряжению линии, и месту использования, включая климатические условия и загрязнение среды.

Какие бывают изоляторы ВЛ и для чего они предназначены?

Типы изоляторов по материалам

Для изготовления этих изделий используют довольно банальные, но от этого не менее функциональные и надёжные диэлектрические материалы: стекло, фарфор и полимеры. Последние из-за ряда особенностей композитного материала не используются на воздушных линиях электропередачи свыше 220 кВ.

Итак по материалу изоляторы ВЛ могут быть:

• Стеклянными;
• Фарфоровыми;
• Полимерными.

Изоляторы из стекла

Сразу отметим, что изоляторы из стекла стоят дороже аналогичных изделий из фарфора, но имеют перед ними ряд преимуществ.

Так как стеклянные изоляторы прозрачны и на них легко визуально обнаружить повреждения, в том числе внутренние, изолирующих тарелок. Это позволяет не проводить частых испытаний напряжением и упрощает обслуживание ЛЭП.

Фарфоровые изоляторы

Традиционные изоляторы не меняющиеся уже много лет. Имея все необходимые характеристики: диэлектрика, абсолютная прочность на изгиб, не горючесть, водонепроницаемость, «равнодушие» к ультрафиолету, они имеют преимущество по цене.

К недостаткам относим повышенную хрупкость, которая усиливает требования по безопасной упаковке и транспортировке.

Полимерные изоляторы

Изоляторы из композитов пока не используются в линиях электропередачи свыше 220 кВ. Это связано со всеми недостатками присущими полимерам.

Они изгибаются при продольных нагрузках;

• Боятся ультрафиолета;
• Стареют со временем;
• От температуры теряют механическую прочность;
• Скрытые дефекты полимерных изоляторов трудно обнаружить.

Статьи по теме: Как правильно выбрать деревянную опору линии электропередач до 0,4 кВ

Устройство опоры ЛЭП

Опора предназначена для крепления и подвески электрического провода на определенной высоте. Они изготавливаются из различных материалов – дерева, железобетона, металла или композита. От устройства опоры ЛЭП зависит долговечность конструкции, удобство обслуживания или ремонта. Поэтому от деревянных столбов постепенно отказываются, хотя они обходятся дешевле остальных вариантов. И заменяются на железобетонные, металлические, композитные.

Основные элементы опоры:

1. Фундамент – обеспечивает устойчивость конструкции даже на пучинистых грунтах.
2. Стойка – задает высоту расположения кабеля над уровнем поверхности земли.
3. Подкосы – принимают на себя часть нагрузки от одностороннего натяжения провода.
4. Растяжки – помогает удерживать кабель в горизонтальном состоянии.

Опоры делятся на две категории: анкерные и промежуточные. Первые монтируются в начале или конце линии, на точках, где трасса меняет направление. Они более массивные, прочные в сравнении со вторым типом. Промежуточные же располагаются между анкерными на одинаковом расстоянии для поддержания провода на одной высоте (на прямых участках). В зависимости от назначения эти опоры делятся на транспозиционные, перекрестные, ответвительные, пониженные и повышенные.

Существует стандарт, определяющий, как должны выглядеть стойки – ГОСТ 22131-76, но практика показывает, что часто встречаются случаи ухода от массового применения типовых конструкций. На местах обслуживающие организации адаптируют регламент к местным условиям ландшафта и климата. Из-за этого меняются и материалы, используемые при изготовлении стоек. Так, древесина, даже пропитанная антисептиком, служит меньше ЖБИ или металлоизделий.

Металлические опоры производятся из специальных сортов стали. Отдельные секции соединяются при помощи телескопических или фланцевых переходников. Их легко изготовить, проще заземлять, транспортировать. Металл создает меньше нагрузку на фундамент, а это означает удешевление всей конструкции, ее экономическую эффективность.

Но «железо» относительно дорогой материал, поэтому наибольшее распространение, кроме дерева, получили железобетонные конструкции. Их легко изготавливать по «шаблону», предусмотренному стандартом, поэтому производство получается дешевым. Единственный недостаток железобетона заключается в сложности транспортировки в готовом виде и необходимости привлечения тяжелой техники для монтажа. Зато такие стойки служат десятилетиями без изменений характеристик.

Типы изоляторов по назначению

Кроме деления изоляторов по материалу изготовления, есть типы изоляторов по назначению. Это изоляторы:

• Штыревые;
• Подвесные;
• Опорные;
• Проходные;
• Стержневые.

Изоляторы штыревые (ИШ)

С помощью штыревых изоляторов неизолированные провода АС и изолированные провода СИП-3 крепят к траверсам опор.

Подвесные изоляторы (ПС, ПСД, ПСВ)

Данные изоляторы подвешивают на опоры ВЛЭП для крепления методом подвеса проводов и кабелей. Чаще изготавливают из закалённого стекла.

Изоляторы опорные (ИО, ИОР, СА, ОНШП)

Данные изоляторы используют в распределительных установках и другом электрооборудовании для закрепления токопроводящих элементов. Работают на участках от 6 до 35 кВ.

Проходные изоляторы (ИП, ИПУ)

При необходимости провести провод или шину через стену, например, на вводе в подстанцию, используют проходные изоляторы.

Изоляторы для наружной и внутренней установки

Каждое устройство определенного типа имеет специфические отличия. Изоляторы, предназначенные для наружной установки, обладают более развитой поверхностью с большей площадью, за счет которой микроразрядное напряжение увеличивается. Это позволяет устройству нормально работать не только в загрязненном состоянии, но и во влажных условиях, под дождем и другими осадками.

Изоляторы, рассчитанные на различные номинальные напряжения, можно отличить по активной высоте фарфора. Изделия с разными разрушающими механическими усилиями отличаются диаметром.

Типичными представителями наружных устройств являются опорно-штыревые изоляторы. Их фарфоровое тело отличают далеко выступающие ребра или крылья, защищающие от дождя. Крепление к основанию осуществляется чугунным штырем с фланцем. Верхняя часть закрыта чугунным колпаком, в котором нарезаны отверстия под крепление токоведущих частей.

У изоляторов, предназначенных для внутренней установки, фарфоровое тело имеет коническую форму. На корпусе установлено 1-2 ребра небольших размеров.

Следует отдельно остановиться на проходных изоляторах, устанавливаемых в стенах и перекрытиях внутри помещений для прохода шин. Также они применяются для выводов токоведущих частей из зданий и корпусов аппаратуры. Проходные изоляторы состоят из полого фарфорового корпуса с небольшими ребрами. Крепление в стене осуществляется с помощью фланца, установленного в средней части корпуса.

Изоляторы для частного дома

Существуют отдельные типы изоляторов используемых в электрике частного дома. Например,

Изоляторы керамические для открытой проводки в стиле «Ретро».

Керамические изоляторы для электрического ввода в дом, монтируются на крюках или траверсах.

Арматура ЛЭП

Под арматурой на ЛЭП понимаются различные механизмы, используемые для крепления проводов и изоляторов к стойкам (опорам). Они различаются в зависимости от типа применяемого кабеля и задачи. Так, натяжная арматура предназначена для крепления проводов к анкерным конструкциям, к натяжным гирляндам (клиновые, болтовые, прессуемые зажимы). Их задача удерживать уровень горизонтали в том состоянии, в каком ее оставил обслуживающий персонал.

Подбор типа и количества арматуры осуществляется еще на этапе проектирования. После запуска линии ЛЭП в эксплуатацию менять ее на аналоги не рекомендуется, чтобы оставить технические параметры в рамках рассчитанных норм.

Поддерживающая арматура служит для крепления проводов (тросов) к гирляндам промежуточных опор. Они выпускаются в виде глухих, качающихся, выпускающих, скользящих зажимов. Первые дают возможность жестко зафиксировать провод, остальные в случае обрыва приводят к падению на землю. То же происходит при отклонении гирлянды от вертикали на 40-150°. Выбор элементов зависит от предстоящих условий эксплуатации.

Сцепная арматура служит для сцепления элементов изоляторов между собой для образования так называемых гирлянд. Здесь в ассортименте скобы, серьги, пестики, ушки, промежуточные звенья, коромысла. В комплекте с ними используется арматура защитная. Она обеспечивает безопасность при образовании дуги короткого замыкания, препятствует разрушению проводов из-за вибрации (в перечне изделий рога, кольца, разрядники, виброгасители).

Остается две категории арматуры: соединительная и контактная. Первая служит для соединения проводов (тросов) на участках, где прилагается усилие натяжения. Это различные зажимы, которые монтируются обжатием или прессованием. Вторая предназначена для того же, но на участках, где нет нагрузки натяжения. Например, в петлях анкерных опор. Независимо от категории материалы и конструкция определяется стандартами вроде ГОСТ 51177-98, 17613-80, 51177-2017.

Там же предусмотрена маркировка изделий. Так, скобы обозначаются аббревиатурой СК и СКД, ушки – У1, У1К, У2, У2К, УС, УСК, УД, подвески – КГП, промежуточные звенья – ПР, ПРВ, ПРВУ, 2ПР, 2ПРР, ПТМ, серьги – СР, СРС, СД, коромысла – КТ3, 2КД, 2КУ, 2КЛ. От выбора арматуры зависит долговечность, удобство обслуживания конструкций, их безопасность для окружающих и операторов энергетических компаний.

Защита ЛЭП

Чтобы продлить срок безремонтной эксплуатации линий ЛЭП ее оснащают различным защитным оборудованием. Например, популярны птицезащитные устройства, которые препятствуют рискам повреждения изоляции, чрезмерному провисанию из-за большого количества пернатых, сидящих на тросах-проводах. Защита срабатывает и «наоборот», чтобы исключить массовую гибель птиц от воздействия электрического тока (согласно Постановлению Правительства РФ №997 от 13.08.96 г.).

Также востребованы элементы защиты от:

1. Атмосферных явлений вроде гроз, снега, ветра.
2. Обледенения в межсезонье, когда активно образуется лед.
3. Самовольного подключения к линии недобросовестных граждан.

Слишком большой объем льда способен приводить к обрывам проводов, которые рассчитаны лишь на определенный вес (плюсом к собственной массе). Поэтому с подветренной стороны вешаются ограничители гололедообразования. Эти же детали снижают вероятность возникновения вибраций, которая появляется в результате сильного ветра, особенно, резко меняющего направления, идущего рывками.

Защита от птиц также достаточно простая. Она выглядит как пластиковый чехол, надеваемый на участки стыков кабеля с изолятором. Такое простое устройство снижает количество отключений по выходу параметров за пределы нормы, когда срабатывает РЗА. И увеличивает срок службы деталей изоляционных гирлянд. На ответственных участках возможно применение отпугивателей птиц типа «Град А-16 Pro».

Такое оборудование способно охватывать территорию площадью порядка 5-7 тыс. кв. км. И везде обеспечивать отсутствие любых птиц (голубей, воробьев, ворон, чаек), т.е. оно приспособлено для эксплуатации практически в любых условиях, в степи, рядом с водоемами, рядом с лесополосами и рощами. Более привычными считаются устройства, выпускаемые в соответствии с ТУ 3449-001-52819896-2013.

Так, ПЗУ-6-10кВ-Т устанавливается на изоляторы штыревого типа для промежуточных опор. ЗП-Н2 – на горизонтальных полках уголков, ЗП-КП1 – применяется для кабеля диаметром до 22 мм, ЗП-КП2 – до 37 мм. Такие устройства подбираются под габариты птиц, которые проживают внутри определенного ареала, поэтому универсального решения по ним нет. Также они должны иметь совместимость с конкретным участком сети (подходить по креплениям к изоляторам).

Изоляторы электрические

В процессе монтажа линий электропередачи, различных электроустановок и прочей аппаратуры серьезное внимание уделяется надежной изоляции токоведущих частей между собой и от земли. Эту функцию выполняют электрические изоляторы, разделяющиеся на несколько основных типов, в зависимости от условий эксплуатации. Кроме того, эти изделия служат креплениями для проводов и других токоведущих частей, использующихся в электроустановках. В соответствии со своим назначением изоляторы могут быть станционными, аппаратными и линейными.

1. Основные характеристики
2. Назначение и свойства
3. Применение аппаратных и станционных изоляторов
4. Изоляторы для наружной и внутренней установки
5. Монтажные работы

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.

Назначение и свойства

Основной функцией линейных изоляторов является крепление проводов воздушных ЛЭП и шин, устанавливаемых в открытые распределительные устройства электростанций и подстанций. Материалом для этих изделий служит закаленное стекло или фарфор. Конструкции таких изоляторов бывают штыревыми и подвесными.

Штыревые виды изоляторов применяются для воздушных линий электропередачи, напряжение которых составляет до 1 кВ, а также на воздушных ЛЭП, напряжением от 6 до 35 кВ. При напряжении 6-10 кВ используются одноэлементные изоляторы, а при 20-35 кВ – двухэлементные.

Крепление штыревых изоляторов на опорах осуществляется с помощью штырей или крюков. Для повышения надежности изоляции и крепления на одну анкерную опору может устанавливаться сразу 2-3 изолятора.

Среди подвесных изоляторов наибольшее распространение получили изделия тарельчатого типа. Как правило, они применяются на воздушных ЛЭП напряжением более 35 кВ. В их конструкцию входит стеклянная или фарфоровая изолирующая часть, а также стержень и головки, изготовленные из металла. Для соединения всех элементов между собой применяется цементная связка.

При сильном загрязнении атмосферы для воздушных ЛЭП разработаны специальные изоляторы, устойчивые к грязи, имеющие более высокие разрядные характеристики и увеличенную длину пути утечки.

Сборка подвесных устройств производится в гирлянды поддерживающего и натяжного типа. Для первого варианта используются промежуточные опоры, для второго – анкерные. Количество изоляторов в отдельной гирлянде устанавливается в зависимости от напряжения на данной линии. К примеру, воздушные ЛЭП напряжением 35 кВ в каждой гирлянде содержат 3 изолятора, при 110 кВ их будет уже 6-8 штук, а при 220 кВ – 10-14 и далее в такой же пропорции.

Применение аппаратных и станционных изоляторов

С помощью этих изолирующих устройств осуществляется изоляция и крепление шин распределительных устройств, находящихся в электростанциях и подстанциях. С их помощью изолируются токоведущие части различной электрической аппаратуры.

Большинство аппаратных и станционных изоляторов изготавливается из фарфора, максимально отвечающего всем требованиям, предъявляемым к этим изделиям. Для некоторых деталей аппаратуры, выполняющих изолирующие функции, применяется бакелит, гетинакс или текстолит. Данные элементы устанавливаются внутри приборов под защитными кожухами и при необходимости заливаются изоляционным маслом.

Различные виды креплений выполняются с помощью специальной металлической арматуры, закрепленной на фарфоровом основании. Для крепления используются специальные цементирующие замазки, у которых коэффициент объемного расширения приближен к фарфору. Качество изоляторов можно улучшить за счет покрытия глазурью наружной фарфоровой поверхности.

Сама арматура рассчитана на повышенные механические нагрузки. Конструкция этих элементов включает в себя квадратные или овальные фланцы. В нижней части расположены отверстия для болтов, а сверху предусмотрены металлические головки, к которым крепятся проводники. У изоляторов, рассчитанных на низкие механические нагрузки, фланцы и головки отсутствуют. Вместо них изделия оборудованы металлическими фасонными вкладышами, в которых предусмотрены резьбовые отверстия, закрепленные в глубине фарфорового основания. Такие конструкции обладают меньшими размерами и весом.

Изоляторы для наружной и внутренней установки

Каждое устройство определенного типа имеет специфические отличия. Изоляторы, предназначенные для наружной установки, обладают более развитой поверхностью с большей площадью, за счет которой микроразрядное напряжение увеличивается. Это позволяет устройству нормально работать не только в загрязненном состоянии, но и во влажных условиях, под дождем и другими осадками.

Изоляторы, рассчитанные на различные номинальные напряжения, можно отличить по активной высоте фарфора. Изделия с разными разрушающими механическими усилиями отличаются диаметром.

Типичными представителями наружных устройств являются опорно-штыревые изоляторы. Их фарфоровое тело отличают далеко выступающие ребра или крылья, защищающие от дождя. Крепление к основанию осуществляется чугунным штырем с фланцем. Верхняя часть закрыта чугунным колпаком, в котором нарезаны отверстия под крепление токоведущих частей.

У изоляторов, предназначенных для внутренней установки, фарфоровое тело имеет коническую форму. На корпусе установлено 1-2 ребра небольших размеров.

Следует отдельно остановиться на проходных изоляторах, устанавливаемых в стенах и перекрытиях внутри помещений для прохода шин. Также они применяются для выводов токоведущих частей из зданий и корпусов аппаратуры. Проходные изоляторы состоят из полого фарфорового корпуса с небольшими ребрами. Крепление в стене осуществляется с помощью фланца, установленного в средней части корпуса.

У проходных изоляторов номиналом в 2000 А стержни имеют прямоугольное сечение. При номинале свыше 2000 А изоляторы, называемые шинными, изготавливаются без стержней. На торцах у них установлены специальные колпаки для фиксации стальных планок с прямоугольными отверстиями, предназначенными для крепления токоведущих шин.

Конфигурация наружных и внутренних проходных изоляторов имеет существенные отличия. Например, фарфоровый корпус, находящийся на воздухе, оборудован более развитыми ребрами, делающими всю конструкцию несимметричной.

У проходных изолирующих устройств, рассчитанных 110 кВ и более, вводная часть, помимо фарфоровой, оборудуется маслобарьерной или бумажно-масляной изоляцией. В последнем варианте на токоведущий стержень накладывается кабельная бумага в несколько слоев. Между ними устанавливаются алюминиевая фольга, выполняющая функции проводящих прокладок. Образуется своеобразный герметичный конденсаторный ввод, равномерно распределяющий потенциал во всех направлениях.

Монтажные работы

Перед началом монтажа все изоляторы тщательно осматриваются и отбраковываются. Необходимо заранее проверить сопротивление фарфоровых конструкций с помощью мегаомметра на значение напряжения 2500 В. Стеклянные изделия не проверяются.

При наличии штыревых изделий, установка кронштейнов, траверс и других элементов выполняется заранее, до подъема опоры воздушной линии. Штыревая часть находится в строго вертикальном положении. Для деревянных опор используются стандартные крюки, без траверс. На все металлические детали заранее наносится защитное покрытие.

Закрепление изоляторов на штырях или крюках проводится разными способами. Чаще всего используются полиэтиленовые уплотнительные колпачки, насаживаемые на места креплений.

Применение электрического тока в металлах

Средства защиты от поражения электрическим током

Комплексная поставка
кабельно-проводниковой
продукции и арматуры

8 (800) 222-22-96

Поиск

Каталог

Компания

Мы дилеры заводов:

Изоляторы для ВЛ

Что такое изолятор?

«Изолятор» – многозначное слово, обозначающее средство для обособления, отграничения, отделения чего-либо от общей среды. Мы же будем рассматривать его электротехнический аспект, то есть как изделие для изоляции элементов энергооснащения, а в еще более узком смысле – как диэлектрическое устройство для крепления проводника на несущей конструкции ЛЭП.

Обратите внимание на то обстоятельство, что изолятор бывает полимерным, керамическим или стеклянным и выполняет одновременно 2 функции: обеспечения безопасности и монтажного приспособления, но в любом случае он изготавливается из не пропускающего электрический ток материала. Посредством опорного изолятора может крепиться не только провод, но и кабель либо шина.

Самым распространенным признается изолятор, сделанный из фарфора. Чаще всего он белый, хотя допускаются и темные цвета. Популярность он снискал за способность выдерживать высокое механическое давление на сжатие, кроме того, ему присущ хороший диэлектрический коэффициент. Кстати, в прежние времена он применялся и для прокладки наружной проводки в помещениях. К недостаткам таких образцов можно отнести их хрупкость и массивность, поэтому они не весьма удобны в обслуживании.

Стеклянный также боится ударов, однако имеет более приемлемую себестоимость, меньше весит, прост и дешев в содержании, благодаря чему постепенно вытесняет первый.

Что касается продукции из полимеров, то она пока используется лишь внутри зданий (например, на распредустройствах и в ТП). Кроме второстепенных средневольтных линий, на открытом воздухе практически не оборудуется в силу технологических ограничений. Дело в том, что изоляторы из пластика под воздействием неблагоприятных внешних факторов сравнительно быстро изнашиваются и приходят в негодность.

Особенности конструкции изоляторов продиктованы способами их монтажа на опоре и способами крепления к ним кабельно-проводникового изделия. Выполняются в форме ребристых стержней либо тарелок. Ребра предусмотрены отнюдь не случайно: они необходимы для того, чтобы разряд располагался под углом к направлению электросилового поля.

Типы изоляторов:

На воздушных линиях встречаются следующие типы изоляторов:

1. Штыревые.
2. Подвесные линейные.
3. Проходные и опорные.

Изолятор штыревой ШФ20Г	Изолятор подвесной ПС70Е	Изолятор проходной

Штыревые по функциональному назначению являются линейными изоляторами. Их устанавливают на линиях напряжением до 35 тыс.V, причем для 6-10 тыс.V выпускаются 1-элементные изоляторы, а для 20-35 тыс.V – 2-элементные.

Подвесные предназначены для высоковольтных линий свыше 35 тыс.V. Различают натяжные и поддерживающие подвесные изоляторы. Последние также именуют стержневыми. Гибкие натяжные изоляторы состоят из тарелок, удерживающих линию на опоре, и подвергаются деформациям на растяжение. В гирлянду можно набрать нужное количество элементов, что весьма удобно при регулировке длины и номинального напряжения пробоя (в особо ответственных случаях гирлянды могут быть сдвоенными). Стержневые изоляторы размещают вертикально на промежуточных опорах, а провод ложится на них сверху. Имеют два металлических конца для подсоединения к проводам и кронштейну.

Третий тип представляет собой не линейные, а стационарные изоляторы, которыми оснащаются подстанции. Опорный вариант предназначен для закрепления токоведущих шин к аппаратуре, имеющей заземление (трансформаторам, электрощитам и т. п.). Для прокладки проводника сквозь стену существует проходной вариант. Внутри такой изолятор имеет полое строение с токопроводящим элементом. Для дополнительной изоляции и пожаробезопасности может обладать масляной прослойкой. Рассчитан на напряжение до 110 тыс.V. Отечественной промышленностью выпускаются и изоляторы без токопроводящего элемента. Вместо него в диэлектрическом материале предусмотрено сквозное круглое отверстие под силовой кабель.

В стандартной маркировке изоляторов указывается исчерпывающая эксплуатационная информация.

Изоляция ЛЭП – миссия серьезная и ответственная, поэтому и требования, предъявляемые к средствам защиты, предъявляются повышенные. Так, испытываются они на три вида напряжения: сухоразрядное, мокроразрядное, пробивное.

Первая величина характеризуется искровым разрядом, который возникает на поверхности при сухом состоянии окружающей среды.

Вторая характерна для условий, когда капли дождя встречаются с поверхностью изолятора под углом 45°. При этом показатель дождевой интенсивности принимается за 5 мм/мин, а удельное водяное сопротивление при 20 °C соответствует 9,5-10,5 тыс. омосантиметрам. Очевидно, что значение мокроразрядного будет ниже значения сухоразрядного напряжения.

При третьем имеет место пробой изоляторной толщи между шапкой-электродом и стержнем-электродом (актуально для подвесных устройств).

Источник: gk-rosenergo.ru