Меню

По сравнению с глазурированным фарфором электротехническое стекло является



Подвесные стеклянные и фарфоровые изоляторы

Министерство образования и науки Российской Федерации

Новосибирский Государственный Технический Университет

по курсу «Изоляция и Перенапряжения»

Тема: Подвесные стеклянные и фарфоровые изоляторы.

Виды изоляторов по материалу изготовления 3стр

По способу крепления на опоре 3стр

Обозначения изоляторов 4стр

Конструкция подвесных изоляторов 4стр

изоляторов перед фарфоровыми. 6стр

Распределение напряжения. 7стр

Список литературы. 8стр

Изолятор электрический, устройство для электрической изоляции и механической связи частей электрического устройства, находящихся под различными электрическими потенциалами.

Конструкция и размеры изоляторов определяются прикладываемыми к ним механическими нагрузками, электрическим напряжением установок и условиями их эксплуатации. Изоляторы линий электропередачи и открытых распределительных устройств электрических станций и подстанций подвергаются воздействию атмосферных осадков, которые особенно опасны при сильном загрязнении окружающего воздуха. В таких изоляторах для увеличения напряжения перекрытия (электрического разряда по поверхности) наружная поверхность делается сложной формы, которая удлиняет путь перекрытия. На линиях электропередачи напряжением от 6 до 35 кв применяют так называемые штыревые изоляторы (рис. 1), на линиях более высокого напряжения — гирлянды из подвесных изоляторов (рис. 2), число которых в гирлянде определяется номинальным напряжением линии.

Рис. 1. Штыревой изолятор.

Рис. 2. Гирлянда подвесных изоляторов: 1 — фарфоровая часть; 2 — шапка из ковкого чугуна: 3 — стальной стержень.

2.1 Виды по материалу изготовления

Фарфоровые изоляторы изготавливают из электротехнического фарфора, покрывают слоем глазури и обжигают в печах.

Стеклянные изоляторы изготавливают из специального закалённого стекла. Они имеют большую механическую прочность, меньшие размеры и массу, медленнее подвергаются старению по сравнению с фарфоровыми.

Полимерные изоляторы изготавливают из специальных пластических масс.

2.2 По способу крепления на опоре

Штыревые изоляторы (крепятся на крюках или штырях) применяются на ВЛ до 35 кВ

Подвесные изоляторы (собираются в гирлянду и крепятся специальной арматурой) применяются на ВЛ 35 кВ и выше

2 Обозначения изоляторов

В обозначение изоляторов входят:

буквы, которые указывают на их конструкцию: Ш — штыревой, П — подвесной

материал: Ф — фарфор, С — стекло

назначение: Т — телеграфный, Н — низковольтный, Г — грязестойкий (для подвесных)

типоразмер: А, Б, В, Г (для штыревых)

цифры, которые у штыревых изоляторов указывают на номинальное напряжение (10, 20, 35) или диаметр внутренней резьбы (для низковольтных), а у подвесных — на гарантированную механическую прочность в килоньютонах. Условное обозначение изолятора должно содержать тип и шифр изолятора.
Буквы и цифры типа означают:
первая — П — вид изолятора — подвесной;
вторая — С или Ф — материал изоляционной детали: С — стекло, Ф — фарфор;
третья — В, Д, К, С — условное обозначение конфигурации изоляционной детали:
В — с увеличенным вылетом ребра, Д — двукрылая, К — коническая, С — сферическая;
цифры — 40, 70 : 400 — класс изолятора;
четвертая, следующая после цифр — А, Б, В, Г : — индекс модернизации изолятора.

3. Конструкция подвесных изоляторов

Подвесные изоляторы состоят из:

фарфоровой или стеклянной изолирующей детали — «тарелки»,

шапки из ковкого чугуна,

стержня в форме пестика.

Минимальная разрушающая сила, кН:

Стеклянный линейный подвесной изолятор ПСВ-120 (для районов с нормальной степенью загрязнения атмосферы) предназначен для электрической изоляции и крепления проводов и грозозащитных тросов воздушных ЛЭП и ОРУ подстанций высокого напряжения 6-500 кВ.

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, материалом опор и типом изоляторов. В состав гирлянды входит одна или несколько цепочек подвесных изоляторов.

Поддерживающая гирлянда несёт только массу провода в пролёте

Натяжная гирлянда воспринимает тяжение проводов и крепит их к анкерным и угловым анкерным опорам.

Стеклянные изоляторы: их типы и преимущества использования.

Тип изолятора определяется классом, материалом изоляционной детали и ее конфигурацией.
Класс изолятора соответствует значению нормированной разрешающей механической (для стеклянных изоляторов) или электромеханической (для фарфоровых изоляторов) силы в килоньютонах и выбираются из ряда: 40, 60, 70, 80, 100, 120, 160, 190, 210, 240, 300, 400 и 530.

Примечание. Не рекомендуется применять изоляторы классов 60, 80, 100, 190 и 530.
Изоляционная деталь должна изготовляться из электротехнического фарфора по ГОСТ 20419-83 или электроизоляционного стекла, подвергнутого закалке.

Читайте также:  Сравнить char int с

4. Преимущества стеклянных изоляторов перед фарфоровыми:

Уже первые годы производства и эксплуатации стеклянных изоляторов выявили ряд их преимуществ по сравнению с однотипными фарфоровыми изоляторами:

сырьевые материалы, используемые при изготовлении стеклянных изоляторов, более постоянны по своему составу, чем сырье для керамического производства, что создает благоприятные условия для стабилизации физико-технических характеристик стекла и технологических процессов;

технологический процесс производства стеклянных изоляторов в значительной степени поддается механизации и автоматизации, что минимизирует влияние человеческого фактора на характеристики изоляторов;

электромеханические характеристики закаленного стекла намного выше, чем фарфоровые, что позволяет создать изоляторы с необходимой механической прочностью, размеры и масса которых значительно ниже, чем у аналогичных конструкций из фарфора;

контроль изоляторов из закаленного стекла в производстве и, особенно в эксплуатации значительно проще.

На высоковольтных линиях электропередачи высокого напряжения применяют гирлянды, состоящие из последовательно соединенных шарнирным способом изоляторов. Количество изоляторов в гирлянде определяется классом напряжения линии, конструкцией опор, типом изолятора, условиями эксплуатации. Например, для линий

35кB используют 3 последовательно соединенных изолятора, для линий 110 кВ используют от 9 до 11 последовательно соединенных изоляторов. Шапка и стержень подвесных изоляторов имеют шарнирное крепление, позволяющее последовательно соединять шапку одного изолятора со стержнем другого изолятора. Такое соединение традиционно применяется в конструкции подвесных изоляторов.

На деревянных опорах при напряжении 35 кВ ставят два подвесных изолятора ПС в гирлянде; на металлических опорах — на один-два изолятора больше. Количество подвесных изоляторов ПС для ВЛ 6—35 кВ выбирается независимо от высоты над уровнем моря.
Во избежание самопроизвольного расцепления гирлянды стержень в пазу шапки фиксируется замком.

5. Проверка и распредиление напряжения:

При проверке изолятора измерительной штангой изолятор бракуется, если значение измеренного на нем напряжения меньше 50% указанного в табл.12 (Приложение 3.1). При проверке изоляторов штангой с постоянным искровым промежутком изолятор бракуется, если пробой промежутка не происходит при напряжении, соответствующем дефектному состоянию наименее электрически нагруженного изолятора гирлянды.

Усредненные распределения напряжений по подвесным изоляторам гирлянд ВЛ 35-220 кВ

Напряжение ВЛ, кВ

Кол-во изоляторов в гирлянде

Напряжение, кВ, на изоляторе номер (считая от конструкции или траверсы)

Источник

Выбираем изоляторы для ЛЭП: фарфор, стекло или полимеры?

Какими бы качественными не были металлоконструкции для ЛЭП, передача электроэнергии на трансформаторные подстанции все равно идет по кабелям. От выбора качественных изоляторов в конечном счете зависит безопасность сети и всего электротехнического оборудования. На данный момент изоляторы изготавливаются из трех материалов, каждый из которых имеет свои недостатки и достоинства. В ассортименте компании Электропоставка есть представители всех типов. Ваша задача лишь определиться, какие соответствуют вашим нуждам.

Фарфоровые изоляторы

Первым материалом, из которого были изготовлены изоляторы, был фарфор. Многие считают их устаревшими, но усовершенствованные более прочные длинностержневые изоляторы пользуются большой популярностью в Германии. Срок их службы около 40 лет, но производство их обходится сравнительно дорого.

Минусы классических фарфоровых изоляторов:

— Неудобство транспортировки, большой вес, хрупкость
— Хрупкость при эксплуатации, образование трещин при смене сезонов, от скачков напряжения
— Сложность диагностики микротрещин

Стеклянные изоляторы

Наиболее популярные стеклянные изоляторы имеют только один минус — большой вес. Они более прочные, чем фарфоровые, служат до 60 лет. Трещины на стеклянных изоляторах легко обнаружить невооруженным взглядом. Транспортировать и менять стеклянные изоляторы намного проще.

Полимерные изоляторы

В результате новейших разработок в области электротехнического оборудования на рынке появились полимерные изоляторы. Самое их очевидное достоинство по сравнению с фарфоровыми и стеклянными изоляторами — малый вес. Перевозить и монтировать полимерные изоляторы намного легче. Но стоит ли эта легкость того?

Диагностика микротрещин в полимерных изоляторах требует специального оборудования. Износ в зависимости от погодных условий может существенно отличаться. Кроме того точных данных о сроке службы полимерных изоляторов пока нет. На западе их используют только 20 лет, а в нашей стране и того меньше.

Copyright © 2004–2021. Информационный портал Барнаула и Алтайского края.

Редакция портала : Информационное агентство «Аверс» моб. тел.: , электронная почта:
По вопросам размещения рекламы и техническим вопросам: эл. почта:

Все права защищены. Использование материалов сайта разрешено только со ссылкой на сайт.
Новости, пресс-релизы или сообщения о событиях в Вашей компании мы опубликуем со ссылкой на источник СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!

Разработка, поддержка и продвижение сайта:
студия коммерческого дизайна «COMdesign»

Наш партнер и хостинг-провайдер: Компания «Интелби»

Источник

Изоляторы из стекла, фарфора, полимера: преимущества и недостатки

Изоляторы – это один из значимых элементов оборудования электрических сетей, в том числе и на высоковольтных линиях ВЛ. Бесперебойность работы сетей и качество поставок электроэнергии, не говоря уже о здоровье и жизни обслуживающего персонала, напрямую зависят от качества применяемых изоляторов, их надежности, правильного выбора типа и количества. На рынке представлен широчайший выбор изоляторов, и зачастую даже специалисту сложно разобраться во всех нюансах их использования, преимуществах и недостатках. Мы структурировали и проанализировали основную информацию, чтобы представить ее вам в максимально понятном виде.

Изоляторы можно классифицировать по следующим параметрам: по материалу, из которого они изготавливаются и по конструкции. По материалу изоляторы, которые в настоящее время применяются на ВЛ, делятся на три типа: стеклянные, фарфоровые и полимерные. Чем они различаются?

Стеклянные изоляторы

Хотя наибольшая доля изоляторов, находящихся в эксплуатации, приходится на фарфор, изоляторы из закаленного стекла постепенно их вытесняют, это связано с тем, что они обладают определенными преимуществами.

Они не требуют периодических испытаний под напряжением, потому что любое повреждение закаленного стекла приводит к разрушению изолирующей тарелки, которое легко обнаружить при обходе линии электропередачи эксплуатационным персоналом. Процесс изготовления этих изоляторов может быть полностью автоматизирован.

По эксплуатации можно сказать, что разрушение стеклянной части изолятора не является критическим фактором, поскольку сама гирлянда при этом остается целой и какое-то время еще может эксплуатироваться. Но если разрушение идет по механической части, с расцеплением гирлянды, что приводит к обрыву провода – это экстренный случай, и необходим оперативный выезд бригады для замены поврежденного участка. По фарфору ситуация аналогичная, с той лишь разницей, что на стеклодетали пробой визуально определить проще.

Критические факторы состояния линейных стеклянных изоляторов:

  • электрический пробой изолятора;
  • механическое разрушение изолятора или его стеклянного элемента;
  • изменение степени загрязненности окружающей среды в месте расположения объекта и несоответствие изолятора существующей степени загрязненности окружающей среды.

НЕДОСТАТКИ СТЕКЛЯННЫХ ИЗОЛЯТОРОВ

  • Значительный вес
  • Высокая хрупкость

ПРЕИМУЩЕСТВА СТЕКЛЯННЫХ ИЗОЛЯТОРОВ

  • Любое повреждение легко определяется визуально, как следствие, не требуются периодические проверки под напряжением
  • Технологический процесс изготовления может быть полностью автоматизирован и механизирован
  • Химические и физические свойства материала остаются неизменными с течением времени
  • Механическая прочность и электрические свойства не изменяются в течение всего срока эксплуатации
  • Не деформируются
  • Материал устойчив к воздействию ультрафиолета, солнечной радиации, агрессивным выбросам химических предприятий
  • Обладают нулевой водопроницаемостью
  • Не горючи
  • Высокие диэлектрические свойства практически исключают возможность пробоя изолятора

Фарфоровые изоляторы

Фарфор является продуктом неорганической химии. Химические и физические свойства материала остаются с течением времени неизменными. В течение всего срока эксплуатации механическая прочность не изменяется. Материал изолятора устойчив к ультрафиолетовому излучению и солнечной радиации, а также ко всем, кроме плавиковой кислоты, агрессивным химическим выбросам промышленных предприятий. Обладает нулевой водопроницаемостью и негорючестью.

Механические свойства. Отсутствует деформация в момент приложения усилия изгиба. Для фарфора не существует термина «остаточная деформация».

Электрические свойства. На материал изолятора не оказывают влияния поверхностные электрические разряды. Со временем электрические свойства изолятора не изменяются. Высокие диэлектрические свойства фарфора практически исключают пробой изолятора.

Эксплуатационные свойства. Значительная масса. Транспортировка изоляторов требует особого внимания, т.к. из-за хрупкости изоляторов высока вероятность боя их посторонними предметами. Стабильность технологического процесса обеспечивает высокую надежность изолятора. Фарфоровые изоляторы практически невозможно изготовить в кустарных условиях. Для контроля состояния изоляторов при процессах изготовления и эксплуатации достаточно достоверных и эффективных методик.

НЕДОСТАТКИ ФАРФОРОВЫХ ИЗОЛЯТОРОВ

  • Значительный вес
  • Высокая хрупкость

ПРЕИМУЩЕСТВА ФАРФОРОВЫХ ИЗОЛЯТОРОВ

  • Химические и физические свойства материала остаются неизменными с течением времени
  • Механическая прочность и электрические свойства не изменяются в течение всего срока эксплуатации
  • Не деформируется
  • Материал устойчив к воздействию ультрафиолета, солнечной радиации, агрессивным выбросам химических предприятий
  • Нулевая водопроницаемость
  • Негорючесть
  • Высокие диэлектрические свойства практически исключают возможность пробоя изолятора

Полимерные изоляторы

Полимеры – продукт органической химии. Химические и физические свойства материалов непрерывно изменяются, что вызвано непрекращающимся химическим процессом, продолжающимся до полного распада полимеров на мономеры. Из-за старения полимера и при повышенных температурах уменьшается механическая прочность. Ультрафиолетовое излучение и солнечная радиация ускоряет старение полимера. Материал подвержен влиянию практически всех выбросов металлургических и химических производств, является водопроницаемым и пожароопасным.

Механические свойства. У разных изоляторов значение прогиба в момент приложения усилия изгиба может быть разным. Поэтому полимерные изоляторы крайне нежелательно применять в разъединителях класса напряжения 220 кВ и более. Как показал опыт эксплуатации, даже незначительные повреждения полимерных изоляторов нарушают их электрические характеристики, что вызывает ускоренное старение изоляторов. Из-за старения полимерных материалов и при повышенных температурах уменьшается механическая прочность.

Электрические свойства. На поверхности изолятора из-за электрических разрядов возможно появление треков и, как следствие, эрозия. Из-за старения полимерных материалов неизменно уменьшается электрическая прочность. Разгерметизация изолятора может привести к его пробою как по воздушному промежутку полости трубы, так и по внутренней поверхности трубы изолятора.

Эксплуатационные свойства. Более стойки к актам вандализма, однако существует возможность повреждения защитной оболочки при эксплуатации острыми предметами, как и при упаковке и транспортировании. Для предотвращения повреждения защитной оболочки при монтаже необходимо соблюдать осторожность. Диагностика изоляторов довольно дорогостоящая и не всегда позволяет выявить имеющиеся скрытые дефекты. При низком качестве нанесенного цинкового покрытия не сохраняются оконцеватели некоторых изоляторов от возникновения ржавчины, после пятидесятилетнего периода эксплуатации.

НЕДОСТАТКИ ПОЛИМЕРНЫХ ИЗОЛЯТОРОВ

  • При старении и воздействии высоких температур уменьшается механическая и электрическая прочность
  • Стареют под воздействием ультрафиолета и солнечной радиации
  • Водопроницаемы
  • Пожароопасны
  • Подвержены воздействию выбросов металлургических и химических производств
  • Не рекомендуется применять в разъединителях класса напряжения 220 кВ и более
  • Высокий риск пробоев при разгерметизации

ПРЕИМУЩЕСТВА ПОЛИМЕРНЫХ ИЗОЛЯТОРОВ

  • Более устойчивы к актам вандализма
  • Высокая механическая прочность
  • Высокая стойкость к перенапряжению
  • Устойчивость к атмосферным загрязнениям
  • Простота и удобство монтажа
  • Низкий вес

У всех типов изоляторов, применяемых на ВЛ, имеются свои достоинства и недостатки. В настоящее время и без учета конкретных условий эксплуатации рейтинг можно распределить следующим образом: 1) стеклянные; 2) фарфоровые; 3) полимерные.

Пока количество полимерных изоляторов, применяемых на объектах электроэнергетики России, составляет примерно 10% от общего числа установленных изоляторов. Энергетики опасаются массового применения полимерных изоляторов на линиях напряжением >220 кВ, хотя максимальный срок эксплуатации изоляторов на линиях 110 кВ уже превышает 8 лет при отсутствии явных нареканий со стороны эксплуатирующих организаций.

Электрическая прочность фарфора в однородном поле при толщине образца 1,5 мм составляет 30–40 кВ/мм и уменьшается при увеличении толщины. Электрическая прочность стекла при тех же условиях — 45 кВ/мм.

Механическая прочность фарфора и стекла зависит от вида нагрузки. Например, прочность фарфоровых образцов диаметром 2–3 см составляет при сжатии 450 МПа, при изгибе — 70 МПа, а при растяжении — всего 30 МПа. Поэтому наиболее высокой механической прочностью обладают изоляторы, в которых фарфор работает на сжатие.

Стекло по механической прочности не уступает фарфору и тоже лучше всего работает на сжатие. Стеклянные изоляторы в процессе изготовления подвергаются закалке: нагреваются до температуры примерно 700 °C и затем обдуваются холодным воздухом. Во время закалки наружные слои стекла твердеют значительно раньше внутренних, поэтому при последующей усадке внутренних слоев в толще стекла образуются растягивающие усилия. Такая предварительно напряженная конструкция имеет высокую прочность на сжатие.

Изоляторы из закаленного стекла имеют ряд преимуществ перед фарфоровыми:

  • технологический процесс их изготовления полностью автоматизирован;
  • прозрачность стекла позволяет легко обнаружить при внешнем осмотре мелкие трещины и другие внутренние дефекты;
  • повреждение стекла приводит к разрушению диэлектрической части изолятора, которое легко обнаружить при осмотре линии электропередачи эксплуатационным персоналом.

Полимерные изоляторы наружной установки изготовляются из эпоксидных компаундов на основе циклоалифатических смол, из кремнийорганической резины, из полиэфирных смол с минеральным наполнителем и добавкой фторопласта. Такие изоляторы имеют высокую электрическую прочность и достаточную трекинг-стойкость. Высокая механическая прочность полимерных изоляторов достигается посредством армирования их стеклопластиком. Применение полимерных изоляторов на линиях электропередачи позволяет существенно уменьшить массу подвесных изоляторов. В закрытых помещениях изоляторы не подвержены влиянию атмосферных осадков, поэтому для их изготовления в некоторых случаях используется бакелизированная бумага. Для уменьшения гигроскопичности такие изоляторы покрываются снаружи водостойкими лаками. Однако наибольшее распространение для внутренней установки получили изоляторы из фарфора и стекла, отличающиеся от изоляторов наружной установки более простой формой.

Источник

Сравнить или измерить © 2021
Внимание! Информация, опубликованная на сайте, носит исключительно ознакомительный характер и не является рекомендацией к применению.