какие типы изоляторов применяют для вл

Для чего нужны электрические изоляторы

Электрические изоляторы – это диэлектрические детали, используемые на электроустановках и сетях. В предлагаемом материале рассматриваются особенности назначения, основных технических характеристик, классификации, эксплуатации и обслуживания этих элементов.

Назначение

Назначение электрических изоляторов состоит в предотвращении контакта проводников с крепежными деталями при прокладке сетей. Эти компоненты надежно отделяют несущие металлоконструкции от проводов, находящихся под напряжением.

Основные технические характеристики, по которым выбираются изоляторы

Согласно действующим нормативам, подбор электрических изоляторов осуществляется по следующим техническим характеристикам:

Из партии произведенных на заводе изоляторов, испытаниям подвергают только 0,5 % продукции. Все изготовленные элементы проверяют подачей перекрывающего напряжения на три минуты, с образованием искровых разрядов.

Расшифровка

Изделия соответствующим образом маркируют. В обозначении буквы и цифры указывают на характеристики и конструктивные особенности изоляторов. Пример расшифровки изолятора типа НСПКр 120 – 3/0,6 – Б.

Классификация

Надежность работы электрических установок и сетей можно при условии использования изолирующих элементов соответствующей конструкции и характеристик. Предусмотрено несколько принципов, по которым классифицируют изоляторы.

По напряжению

В зависимости от номинальной величины напряжения, изолирующие элементы подразделяют на 14 классов по значению данной характеристики в линиях или электроустановках от 1 до 1 150 кВт.

По назначению

С учетом назначения, изолирующие элементы могут быть:

Данный вид классификации определяет особенности применения изоляторов.

По материалу

Корпус изолятора может быть выполнен из следующих материалов:

Для каждого материала характерны свои плюсы и минусы, что влияет на характер использования.

По способу крепления

В зависимости от способа крепежа, изоляторы бывают:

Каждый из перечисленных видов отличается собственным конструктивным устройством.

Прочие принципы классификации

Также изоляторы, с учетом условий эксплуатации, различают на наружные, используемые на открытом воздухе, и внутренние – устанавливаемые внутри помещений или электроустановок.

Обслуживание и эксплуатация изоляторов

Изоляторы подбирают по конструкции и характеристикам, с учетом условий эксплуатации. В процессе применения, эти элементы воздушных линий или электроустановок осматривают вместе с остальным оборудованием.

Периодичность осмотров устанавливают, в зависимости от особенностей элементов. Проверку проводят не реже одного раза в полгода, если речь идет о наружных линиях электропередач. Изолирующие элементы в установках можно проверять реже, в регламентные сроки освидетельствования агрегатов.

Если линия электропередач проходит через места сильных загрязнений или ответственные участки (промышленные районы, жилые массивы и пр.), периодичность осмотров сокращают до 1 раза в квартал.

В ходе осмотра необходимо убедиться в целостности изоляторов, надежности крепления, очистить детали от пыли и загрязнений. Дефектные элементы заменяют на целые. Ревизию проводят при отключении подачи электроэнергии.

Электрические изоляторы – незаменимые элементы линий электропередач и электрооборудования. Но для их надежной эксплуатации требуется правильный подбор и соблюдение действующих норм при проверке и обслуживании.

Источник

Какие бывают изоляторы ВЛ и для чего они предназначены?

Вы, наверное, замечали, что провода ЛЭП закреплены на опорах на гирляндах из фарфоровых или керамических тарелок. Эти тарелки называется изоляторами. Они несут как изолирующую, так и монтажную роль механического крепления. Изоляторы воздушных линий электропередач бывают разными, в зависимости от расположения, места применения и напряжения линии, которую они держат. В этой статье мы рассмотрим виды электрических изоляторов и их назначение.

Характеристики изоляторов

Электрический изолятор – это изделие, предназначенное для крепления провода, кабеля или шины на несущей конструкции линии электропередач и предотвращения её пробоя на землю. Они бывают разных видов и изготавливаются из диэлектрических материалов – фарфора, стекла и полимеров.

Так как электрическое предназначение изоляторов – обеспечить изоляцию проводника от несущей конструкции, то основными характеристиками являются:

Конструкция

Конструктивно все электрические изоляторы различаются способами крепления к несущей конструкции и крепления кабеля. Главной задачей этого изделия является предотвращение электрических разрядов, для этого они выполняются в виде тарелок или стержней с ребрами. Эти ребра нужны для того, чтобы разряд развивался под углом к силовым линиям поля. На рисунке ниже вы видите примеры типовых изделий разных форм и конструкций:

Различие по материалу исполнения

Чтобы рассмотреть классификацию видов и типов изоляторов нужно сначала разобраться, как их различают. Итак, в первую очередь они классифицируются по материалу изготовления:

Фарфоровые можно назвать классикой, такие применялись раньше даже при наружной проводке в домах. Обычно они белого цвета, но могут быть и других цветов. Такие можно увидеть на разных электроустановках. Достоинством является то, что они выдерживают большие нагрузки на сжатие, обладают хорошими диэлектрическими свойствами.

Однако они бьются и ломаются. Отсюда возникает необходимость регулярной проверки их целостности, а часто для этого приходится отключать электроустановку и вытирать с них масло, пыль и другие загрязнения. Также проблемой является их большой вес.

Стеклянные, хоть и боятся ударов, но для контроля их целостности достаточно визуального осмотра, что можно провести и без отключения напряжения. В настоящее время в воздушных линиях электропередач, в качестве подвесных изоляторах они вытесняют керамику, в том числе и потому что меньше весят, а также в производстве дешевле.

Полимерные используются в помещении, на улице редко, в качестве исключения. Можно иногда увидеть опорные изоляторы из полимеров на ВЛ 10 кВ или других напряжений средней величины, но редко, или на неответственных линиях. Это обусловлено тем, что с течением времени и под действием УФ-излучений они стареют, внутренняя структура распадается и ухудшаются их электрические и механические характеристики.

Однако для оборудования, которое доступно для регулярного обслуживания и ремонта они применяются часто. Например, это могут быть опорные изоляторы шин в трансформаторных подстанциях и распределителях.

Типы по конструкции и назначению

По конструкции выделяют три основных разновидности изоляторов ВЛ:

Штыревые относятся к линейным изоляторам. Используются в ЛЭП до 35 кВ. В том числе на линиях 0,4 кВ. Этот тип исполнения цельный, на нем есть канавка для закрепления провода и отверстия для установки на траверсы, крюки, штыри.

Интересно: на ВЛ от 6 до 10 кВ используют одноэлементные изоляторы, а на 20-35 – из двух элементов.

Подвесные используются на высоковольтных воздушных линиях напряжением 35 кВ и больше. Они бывают двух типов поддерживающими (стержневыми) и натяжными.

Натяжные тарельчатые изоляторы работают на растяжение и удерживают линию на опоре, монтируются под углом. Конструктивно они выполнены в виде фарфоровой или стеклянной тарелки. В нижней части обычно выступает стержень с расширяющейся шляпкой. Сверху расположена металлическая крышка с отверстием специальной формы, такой чтобы в ней можно было закрепить нижний стержень. Таким образом происходит унификация и вы можете набрать в гирлянду столько изоляторов, сколько нужно для достижения нужных номинальных напряжений пробоя. Такая гирлянда получается гибкой, она удерживает линии электропередач на опоре.

На промежуточных опорах устанавливают подвесные стержневые изоляторы. Они выполнены в виде опорного стержня, на его концах металлические части для крепления к опоре и проводам. Они устанавливаются вертикально и провод ложится на них – это и есть основное отличие от предыдущих. Также они отличаются тем, что натяжные изоляторы выдерживают больший вес, поэтому могут использоваться на опорах, расположенных дальше друг от друга.

Интересно: на ответственных участках и для повышения надежности монтажа ЛЭП могут использоваться сдвоенные гирлянды натяжных изоляторов.

Опорные и проходные изоляторы уже являются станционными, а не линейными. Этот вид так называется потому что используется внутри электростанций и трансформаторных подстанций. Изготовляются из полимеров или фарфора. Опорные используют для крепления токопроводящих шин к заземленным конструкциям, например, корпусу трансформаторов или внутри вводных и распределительных электрощитов.

Маркировка изоляторов всех разновидностей подобная, обычно она содержит сведения о типе изделия и номинального напряжения линии, например:

Для того чтобы провести кабель или шину через стену используются проходные изоляторы. Эта разновидность изделий с полым телом, в котором расположена токоведущая часть. Для повышения изолирующих свойств может иметь дополнительно масляный барьер или маслобумажную прокладку. Такой тип изоляторов позволяет прокладывать линию до 110 кВ. Бывают и другого типа – без токопровода внутри, просто диэлектрический полый цилиндр с отверстием, который надевается на кабель.

На это мы и заканчиваем нашу статью. Теперь вы знаете, какие бывают изоляторы для воздушных линий электропередач и где применяется каждый вариант исполнения!

Источник

Общие сведения, классификация и характеристики изоляторов высокого напряжения

По своему назначению изоляторы делятся на опорные, подвесные и проходные (рис 2.1). Опорные изоляторы в свою очередь подразделяются на стержневые и штыревые, а подвесные — на тарельчатые и стержневые.

Рис. 2.1. Типы изоляторов: а), б), в), г) — опорно-стержневые; д) опорно-штыревой; е), ж), з) – подвесные стержневые; и), к) – подвесные тарельчатые; л) проходной изолятор.

Опорно-стержневые изоляторы применяют в ЗРУ и ОРУ для крепления на них токоведущих шин или контактных деталей.

Опорно-стержневые изоляторы наружной установки отличаются большим количеством ребер, чем изоляторы внутренней установки. Ребра служат для увеличения длины пути тока утечки с целью повышения разрядных напряжений изоляторов под дождем и в условиях увлажненных загрязнений. Обозначение, например, ОСН-35-2000 расшифровывается следующим образом: опорный, наружной установки, стержневой на 35 кВ, с минимальной разрушающей силой 2000 даН.

Опорно-штыревые изоляторы применяют для наружных установок в тех случаях, когда требуется высокая механическая прочность (рис. 2.1, д). В установках напряжением 110 кВ и выше используются колонки, состоящие из нескольких, установленных друг на друга опорно-штыревых изоляторов на напряжение 35 кВ. В обозначение изоляторов введена буква Ш (штыревой).

Штыревые линейные изоляторы применяются на напряжения 6-10 кВ. Обозначение ШФ6 означает: штыревой фарфоровый на 6 кВ. Буква С в обозначении (ШС) указывает на то, что изолятор стеклянный.

Подвесные изоляторы тарельчатого типа используются на воздушных ЛЭП 35 кВ и выше (рис. 2.1, и, к). Требуемый уровень выдерживаемых напряжений достигается соединением необходимого числа изоляторов в гирлянду. Гирлянды благодаря шарнирному соединению изоляторов работают только на растяжение. Однако изоляторы сконструированы так, что внешнее растягивающее усилие создает в изоляционном теле в основном напряжения сжатия. Так используется высокая прочность фарфора и стекла на сжатие.

Подвесные стержневые изоляторы, как правило, выполняются из электротехнического фарфора (рис. 2.1, з). Однако в настоящее время выпускаются и стержневые полимерные изоляторы (рис. 2.1, е, ж).

Проходные изоляторы применяются для изоляции токоведущих частей при прохождении их через стены, потолки и другие элементы конструкций РУ и аппаратов (рис. 2.1, л). Проходные изоляторы, предназначенные для наружной установки, имеют более развитую поверхность той части изолятора, которая располагается вне помещения.

Обозначение проходного изолятора содержит значение номинального тока, например ПНШ-35/3000-2000 означает: проходной, наружной установки, шинный на напряжение 35 кВ и номинальный ток 3 кА с механической прочностью 20 кН.

Проходные аппаратные изоляторы (вводы) на напряжение 110 кВ и выше имеют значительно более сложную конструкцию.

— устройство для подвешивания и изоляции проводов и кабелей на опорах воздушной линии электропередачи (ВЛ) или воздушных линий связи (ВЛС) и электрических станциях.

Обозначения изоляторов [ править | править код ]

В обозначение изоляторов входят:

Эволюция полимерных изоляторов, технологии изготовления

Полимерные изоляторы I поколения

Первые полимерные изоляторы, относящиеся к изоляторам I поколения, изготавливались по так называемой «шашлычной» технологии, при которой оболочка наносилась на стеклопластиковый стержень вручную пореберной склейкой. Разгерметизация любого из клеевых швов полимерного изолятора I поколения приводила к его внутреннему увлажнению и скорому выходу из строя по причине сквозного пробоя или механического разрушения стеклопластикового стержня.

Полимерные изоляторы II поколения

На изоляторах II поколения был осуществлен переход на цельнолитую кремнийорганическую защитную оболочку на основе силиконов, устойчивых к воздействию ультрафиолетового излучения и других атмосферных факторов. Однако герметизация узла входа стержня в оконцеватель, на изоляторах II поколения, осуществлялась по-прежнему проклейкой. На изоляторах II поколения также отмечаются случаи разгерметизации стыка оконцевателя и защитной оболочки, что приводит к внутреннему увлажнению стержня. Это становится причиной неизбежной потери изолятором его механической и электрической прочности.

Полимерные изоляторы III поколения

Повышение надежности полимерных изоляторов III поколения обеспечивается защитой от проникновения влаги самого слабого узла — входа стержня в оконцеватель. Вход перекрывается защитной оболочкой, обладающей высокой адгезией к оконцевателю и стержню изолятора. Данная технология является не новой,а является доработкой технологии цельного литья. Данный способ не используется в Европе, т.к. считается что со временем резина может потерять контакт с металлическими частями изолятора.

Конструкция подвесных изоляторов [ править | править код ]

Подвесные изоляторы существуют следующих типов:

Первыми подвесными изоляторами, пригодными для промышленной эксплуатации, были цепочечные фарфоровые изоляторы Хьюлетта (E. Hewlett). Они были разработаны одновременно с тарельчатыми изоляторами, но имели важное практическое преимущество: в их конструкции не использовалась цементная связка (посредством которой соединялись детали тарельчатых изоляторов), что повышало их механическую надёжность. Однако, они обладали более сложной системой соединения в гирлянды (петлями крест-накрест, наподобие изоляторов-«орехов») и худшими электрическими характеристиками по сравнению с тарельчатыми изоляторами. Позднее в качестве альтернативы обычным тарельчатым изоляторам с цементной связкой были созданы паучковые, «моторные» и бесцементные изоляторы различных конструкций. Эти типы подвесных изоляторов, как и цепочечные, в настоящее время более не применяются, так как проблема с надёжностью цементной связки была решена, что уничтожило их преимущества. Наиболее распространённым типом подвесных изоляторов в настоящее время являются тарельчатые изоляторы с шапкой и стержнем и цементной связкой. [1]

Тарельчатые подвесные изоляторы состоят из:

Шапка и стержень скрепляются с изолирующей деталью портландцементом марки не ниже 500. Конструкция гнезда шапки и головки стержня обеспечивает сферическое шарнирное соединение изоляторов при формировании гирлянд. Число изоляторов в гирлянде обусловлено напряжением ЛЭП, степенью загрязнения атмосферы, типом изоляторов и материалом опор. Для крепления проводов могут применяться изолирующие конструкции из нескольких параллельно подвешенных гирлянд изоляторов.

Подвесные полимерные(композитные) изоляторы состоят из стеклопластикового стержня, полимерной оболочки и оконцевателей.

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:

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

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;

Опорный изолятор [ править | править код ]

Опорный изолятор предназначен для крепления токоведущих частей в электрических аппаратах, распределительных устройствах электрических станций и подстанций, комплектных распределительных устройствах. По конструкции представляет собой деталь из изоляционного материала цилиндрической или конической формы, внутрь которой заделана металлическая арматура с резьбовыми отверстиями для крепления шин и монтажа изолятора. Для повышения рабочего (разрядного) напряжения изолятора на его боковой поверхности предусматриваются рёбра, увеличивающие длину пути утечки.

Общие сведения, классификация и характеристики изоляторов высокого напряжения

⇐ ПредыдущаяСтр 2 из 7Следующая ⇒

Общие сведения

Изолятором называется законченная электромеханическая конструкция, предназначенная для электрической изоляции и механической связи частей электроустановок, находящихся под разными потенциалами.

В большинстве случаев в установках высокого напряжения (ВН) изоляторы используются для изоляции и механического крепления фаз по отношению к земле – шин распределительных устройств (РУ), проводов воздушных линий (ВЛ), токоведущих частей электрических аппаратов и др.; реже они используются в качестве междуфазовой изоляции (в основном в электрических аппаратах).

Все изоляторы изготовляются на определенные классы напряжения (Uн): 3; 6; 10; 15; 20; 35; 110; 150; 220; 330; 400; 500; 750 и 1150кВ. Чем выше Uн изоляторов, тем больше их габариты и масса, тем они сложнее в изготовлении, монтаже и эксплуатации.

нагрузкой 7,5кН (750кГс).

Требования, предъявляемые к изоляторам

Требования, предъявляемые к изоляторам, определяются условиями их эксплуатации [1]:

1. Изоляторы должны обладать достаточной электрической прочностью не только при рабочем напряжении, но и при воздействии перенапряжений, которым они могут подвергнуться в электроустановках.

2. Изоляторы должны обладать достаточной механической прочностью, т.е. не разрушаться как при нормальных нагрузках, так и при электродинамических усилиях, возникающих в результате действия токов короткого замыкания.

4. Изоляторы должны быть стойкими к действию влаги (дождь, снег) и поверхностным электрическим разрядам.

5. Форма изоляторов должна быть по возможности такой, чтобы электрическое поле как внутри изолятора, так и на его внешней поверхности было однородным или приближалось к однородному.

6. При температурном расширении или сжатии металлической арматуры и керамического, стеклянного или полимерного диэлектрика в изоляторах не должно быть признаков механического повреждения или пробоя.

1.3 Классификация изоляторов высокого напряжения (рис. 1.1)

По условиям работы разделяются на изоляторы наружной и внутренней установки. Изоляторы, работающие на открытом воздухе (наружная установка), имеют сильно развитую поверхность юбки, а изоляторы внутренней установки (для работы в помещениях) имеют гладкую поверхность или небольшие ребра (рис.1.1.).

Рис 1.1 Классификация изоляторов высокого напряжения

Изоляторы внутренней установки изготовляются на напряжения 35кВ и ниже; для закрытых РУ (ЗРУ) более высоких классов напряжения (110 и 220кВ) используются изоляторы наружной установки на соответствующие номинальные напряжения.

Изоляторы наружной остановки изготовляются на все классы напряжений.

По своему назначению изоляторы разделяются на линейные и станционные [1].

Линейные изоляторы разделяются на штыревые и подвесные. Штыревые изоляторы применяются для изоляции проводов ВЛ напряжением 35кВ и ниже, подвесные – для изоляции проводов ВЛ 35кВ и выше. Подвесные в свою очередь разделяются на тарельчатые и стержневые. Тарельчатые комплектуются в гирлянды на соответствующие номинальные напряжения, стержневые используются на напряжении 27кВ для изоляции (фиксации) контактной сети электрифицированных железных дорог, а на 35 и 110кВ – в основном для изоляционных растяжек в аппаратах высокого напряжения (хотя и принадлежат к классу линейных). Штыревые и тарельчатые изоляторы выполняются из фарфора и стекла, стержневые – из фарфора и полимеров.

Станционные изоляторы разделяются на опорные и проходные. Изоляторы, используемые в электрических аппаратах, называются аппаратными (электрические машины, трансформаторы, выключатели и т.п.). Конструкции последних отличаются большим многообразием и в настоящем пособии не рассматриваются.

разделяются на штыревые и стержневые. Штыревые изоляторы применяются для наружной установки и выпускаются промышленностью на напряжения 35кВ и ниже. Для более высокого напряжения (110 и 220кВ) используются колонки из штыревых изоляторов 35кВ.

выпускаются на напряжения 220кВ и ниже на все напряжения, в том числе Uн ≤ 35кВ – для внутренней установки. Для более высоких напряжений (330кВ и выше) они комплектуются в «треноги» из колонок стержневых изоляторов на меньшее номинальное напряжение, обычно 35кВ.

на все напряжения выполняются с фарфоровой покрышкой, которая является основной изоляцией для изоляторов напряжением 35кВ и ниже. Это – изоляторы с воздушной полостью.

В качестве основной изоляции, заполняющей воздушную полость, могут использоваться барьеры в масле (маслонаполненные или маслобарьерные изоляторы) или бумага с маслом (на напряжении 35кВ – бумага на бакелитовом лаке). Для выравнивания напряженностей поля в слоях бумаги применены прокладки из фольги, образующие ряд последовательно включенных конденсаторов, поэтому такие изоляторы называются конденсаторными.

Маслобарьерные проходные изоляторы выпускаются на напряжения 110 и 220кВ, а бумажно-масляные конденсаторные – на 110кВ и выше. На напряжение 330кВ и выше – это единственный тип проходного изолятора.

Характеристики изоляторов

Изолятор в Энциклопедическом словаре:

Изолятор — в медицине — см. Бокс.

(от франц. isoler — разобщать) — 1) вещество с очень большимудельным электрическим сопротивлением (диэлектрик)…2) Устройство,предотвращающее образование электрического контакта и во многих случаяхобеспечивающее также механическую связь между частями электрооборудования,находящимися под различными электрическими потенциалами. изготовляют издиэлектриков в виде дисков, цилиндров и т. п…3) В радиотехникеизоляторами называют отрезок короткозамкнутой 2-проводной или коаксиальнойлинии, обладающей на данной частоте большим электрическим сопротивлением.

Источник