Линейные изоляторы
Изоляторы предназначены для изоляции проводов BJIЭП. Их называют линейными. Изоляторы, как правило, состоят из изолирующей детали и металлической арматуры, служащей для их монтажа и крепления токоведущих частей и конструкций. В состав армированных изоляторов входят также материалы, необходимые для связки арматуры с диэлектриком.
На ВЛЭП применяются подвесные, натяжные, стержневые и штыревые изоляторы. Подвесные и натяжные изоляторы собираются в гирлянды изоляторов. Количество изоляторов в гирлянде выбирается в зависимости от номинального напряжения ВЛЭП, материала опор, зоны загрязненности, высоты подвески изоляторов над уровнем моря, типа применяемого изолятора.
На ВЛЭП 110 кВ и выше должны применяться подвесные изоляторы, допускается применение стержневых и опорно-стержневых изоляторов. На ВЛЭП 35 кВ должны применяться подвесные или стержневые изоляторы. Допускается применение штыревых изоляторов.
На ВЛЭП 20 кВ и ниже должны применяться:
на промежуточных опорах - любые типы изоляторов;
на опорах анкерного типа - подвесные изоляторы, допускается применение штыревых изоляторов в районе по гололеду I и в ненаселенной местности.
Гирлянды изоляторов в сборе с линейной арматурой применяются в виде поддерживающих и натяжных изолирующих подвесок токоведущих элементов ВЛЭП, грозозащитных тросов, прикрепляемых к опорам.
Крепление подвесных (стержневых) изоляторов к опорам осуществляется с помощью сцепной арматуры, а проводов (тросов) к изоляторам – с помощью поддерживающих и натяжных зажимов.
Штыревые изоляторы крепятся к опорам с помощью штырей, крюков, а провода к этим изоляторам крепятся с помощью проволочной вязки или специальной арматуры. В одном пролете ВЛЭП допускается не более одного соединения на каждый провод и трос.
Не допускается соединение проводов (тросов) в пролетах пересечения ВЛЭП между собой на пересекающих (верхних) ВЛЭП, а также в пролетах пересечения ВЛЭП с надземными и наземными трубопроводами для транспорта горючих жидкостей и газов.
Наиболее распространенными электроизоляционными материалами, применяемыми для изготовления линейных изоляторов, являются электротехнические фарфор и стекло.
На ВЛЭП 330 кВ и выше рекомендуется применять, как правило, стеклянные изоляторы; на ВЛЭП 35 - 220 кВ – стеклянные, полимерные и фарфоровые, преимущество должно отдаваться стеклянным или полимерным изоляторам.
Широкое распространение фарфоровые изоляторы получили благодаря высокой механической и электрической прочности, дугостойкости, стойкости к атмосферным воздействиям и химически агрессивным средам.
Недостатком фарфоровых изоляторов является их хрупкость и низкая ударная прочность, а также значительно меньший температурный коэффициент линейного расширения фарфора по сравнению с металлами, что осложняет надежное сочленение фарфоровых деталей с арматурой.
В последние годы у нас в стране начали применяться полимерные изолирующие конструкции (ПК). ПК имеют высокую стойкость к поверхностным электрическим разрядам, солнечной радиации, пыли, загрязнениям, изменениям температуры, ударам, эксплуатационным электрическим и механическим воздействиям, обладают высокой гидрофобностью и низкой загрязняемостью изоляционных поверхностей, не нуждаются в обмыве, чистке, дефектировке, профилактических работах.
В электрических сетях, в том числе и сельских, в зависимости от номинального напряжения и назначения BЛЭП применяются различные типы и конструкции линейных изоляторов.
Линейные изоляторы могут быть штыревыми и подвесными. Первые устанавливаются на опору с помощью штырей и крюков, а вторые подвешиваются с помощью специальной сцепной арматуры.
Ha BJIЭП напряжением до 1 кВ применяют низковольтные штыревые изоляторы стеклянные типа НС (рис. 2.28, а) и фарфоровые типа ТФ, РФО, ШФН (рис. 2.28, б).
Рисунок 2.28 – Низковольтные штыревые изоляторы: а) типа НС; б) типа ШФН.
На ВЛЭП напряжением 6-10 кВ применяют высоковольтные штыревые изоляторы фарфоровые типов ШФ6-А и ШФ10-А (рис. 2.29, а), ШФ10-Б и ШФ10-В (рис. 2.29, б) и стеклянные типов 1ПС10-А (рис. 2.30, а), ШС10-В (рис. 2.30, б), Ш-6 и Ш-10, а в местах анкерных креплений — подвесные П.
Рисунок 2.29 – Высоковольтные штыревые фарфоровые изоляторы:
а) типов ШФ6-А и ШФ10-А; б) типов ШФ10-Б и ШФЮ-В.
Рисунок 2.30 – Высоковольтные штыревые стеклянные изоляторы: а) типа ШС10-А; б) типа ШС10-В.
Для ВЛЭП напряжением 35 кВ частично применяются высоковольтные штыревые фарфоровые изоляторы типов ШФ20-А и ШФ35-А (рис. 2.31а), ШФ20-Б и ШФ35-Б (рис. 2.31 б), ШФ20-В и ШФ35-В (рис. 2.31 в).
Рисунок 2.31 – Высоковольтные штыревые фарфоровые изоляторы: а) типов ШФ20-А и ШФ35-А; б) типов ШФ20-Б и ШФ35-Б; в) типов ШФ20-В и ШФ35-В.
Линейные подвесные изоляторы предназначены для крепления и изоляции проводов ВЛЭП высокого напряжения и ошиновки подстанций от металлических и деревянных конструкций. Их иногда называют подвесными тарельчатыми изоляторами Требуемый уровень выдерживаемых напряжений создается выбором достаточного количества изоляторов, собираемых посредством соединения шарнирных узлов арматуры в гирлянды. Область применения подвесных изоляторов определяется ПУЭ [23]: На рис. 2.32 показано устройство подвесного изолятора. Основой изолятора является изолирующая, в данном случае фарфоровая, деталь 1, на которой при помощи цементной связки 2 укрепляется металлическая арматура - шапка 3 и стержень 4. В шапке 3 находится отверстие для установки нижней части стержня следующего изолятора при формировании гирлянды изоляторов. Фиксация следующего изолятора производится с помощью замка 5, который вставляется в отверстие в шапке.
Рисунок 2.32 – Устройство подвесного изолятора
В настоящее время применяются следующие типы подвесных изоляторов: ПФ6-А, Б, В; ПФ16-А; ПФ20-А; П-8,5; П-11; ПФЕ-11; ПС6-А, Б; ПС12-А; ПС22-А; ПСЗО-А, Б. На рис. 2.33 показан подвесной полимерный стержневой изолятор типа НСК120-27,5-7-Ц.
Рисунок 2.33 – Подвесной полимерный стержневой изолятор
НСК120-27,5-7-Ц