Типы изоляторов: Электрические изоляторы — типы, назначение и применение

Виды изоляторов

Подробности

Категория: Подстанции

• изоляция
• изолятор

Опорные изоляторы: а — нормального исполнения; б и в — малогабаритные
Если в маркировке отсутствует обозначение типа фланца, это значит, что арматура утоплена в тело изолятора (рис. 1, б). Внутренняя заделка уменьшает высоту изолятора примерно на 40% при той же активной высоте фарфорового корпуса 2. Общий вес изолятора уменьшается при этом примерно в 2 раза за счет уменьшения веса арматуры. В торцевых частях фарфорового корпуса для крепления арматуры выполняются углубления, в которых размещаются ниппели 1 с нарезными отверстиями для крепления токоведущих частей и изолятора на конструкции.
В комплектных распределительных устройствах применяются малогабаритные опорные изоляторы с ребристой поверхностью. На рис. 1, в показан изолятор типа ОФР-20 на напряжение 20 кВ.
Опорно-штыревые изоляторы применяются для наружных установок.

Их изготовляют на напряжение 6, 10 и 35 кВ и обозначают ОНШ. Цифры в обозначениях типа изолятора — номинальное напряжение и разрушающая нагрузка. Например, ОНШ-35-1000 — опорный, наружной установки, штыревой, номинальное напряжение 35 кВ, разрушающая нагрузка 1000 даН. Этот изолятор приведен на рисунке 4.2, а Он состоит из двух фарфоровых элементов 1 и 2, входящих друг в друга. Нижний элемент крепится к чугунному штырю 4 с фланцем цементной замазкой 5. Фланец имеет отверстия для крепления изолятора к заземленной конструкции. Колпачок 3 надевают на верхний элемент изолятора. В нем имеются отверстия с резьбой для крепления токоведущих частей. Колпачок и фарфоровые элементы крепят между собой цементной замазкой.
Рис. 2. Опорные  изоляторы для наружных установок:
а — опорно-штыревой; б — опорно-стержневой

б)
Наличие пазух с нижней стороны фарфоровых элементов увеличивает поверхность и общую электрическую прочность изолятора.
Опорно-стержневые изоляторы выполняются из сплошного ребристого фарфора 1 (рис. 2, б), по торцам которого закрепляют чугунные фланцы 2 и 3 для крепления токоведущих частей к изолятору и изолятора к опорной конструкции. Изоляторы изготовляются на 10, 35 и 110 кВ, маркируются аналогично опорно-штыревым. Например, ОНС-10-1000 — опорный, наружной установки, стержневой, номинальное напряжение 10 кВ, разрушающая нагрузка 1000 даН. В электроустановках применяют также изоляторы типов ИОС (изолятор опорно-стержневой) и КО (колонковый опорный), которые широко используют в аппаратах.
Проходные изоляторы выпускаются для внутренней и наружной установки. Они необходимы при прокладке шин через стены, перекрытия и перегородки между отсеками электроустановки. На рисунке  3 показан проходной изолятор типа ИП-10/400-750У1 на напряжение 10 кВ и ток 400 А, с разрушающей нагрузкой 750 даН, для районов с умеренным климатом, для наружной установки. Изолятор состоит из полых фарфоровых втулок 2 и 4, внутри которых проходит токоведущий стержень с контактными выводами 1,5, имеющими отверстия для присоединения к ним.
Фланец 3 предназначен для крепления изолятора к проходной плите в проеме стены. Фарфоровая втулка 4 предназначена для работы снаружи и имеет более ребристую поверхность, чем втулка 2, которая работает внутри помещения.
Маслонаполненные вводы являются по назначению проходными изоляторами (рис. 4, б) на напряжение 110 кВ и выше. Высокая напряженность в изоляционном промежутке между токоведущим стержнем и фарфоровыми втулками изолятора вынуждает заполнять его маслом. На токоведущий стержень наложены слои кабельной бумаги с проводящими прокладками между ними. Размеры слоев бумаги и прокладок выбираются такими, чтобы обеспечить равномерное распределение потенциалов как в радиальном, так и в продольном направлении ввода. Фарфоровые втулки (покрышки) защищают внутреннюю изоляцию от атмосферного воздействия, в первую очередь от атмосферной влаги и служат одновременно резервуаром для масла, заполняющего ввод. Нижняя часть ввода, расположенная в баке аппарата, заполненном маслом, выполняется укороченной. Это объясняется более высоким разрядным напряжением по поверхности фарфора в масле сравнительно с разрядным напряжением в воздухе.
Маслонаполненные вводы обычно герметизированы. Для компенсации температурных изменений в объеме масла предусмотрены компенсаторы давления, встроенные в верхнюю часть ввода, и измерительные устройства для контроля давления.
По конструкции линейные изоляторы делятся на штыревые и подвесные. Подвесные изоляторы в свою очередь бывают тарельчатые и стержневые.
Подвесные стержневые изоляторы отличаются конструктивно от опорно-стержневых тем, что имеют с торцов две металлические шапки с отверстиями или гнездами для крепления изоляторов к опорным конструкциям и проводов к изоляторам.

Рис. 3. Проходной изолятор
Подвесные тарельчатые изоляторы (рис. 4, а) имеют фарфоровый или стеклянный корпус в виде перевернутой тарелки 4 с ребристой нижней поверхностью для увеличения разрядного напряжения под дождем. Верхняя поверхность тарелки выполняется гладкой, с небольшим уклоном для стекания воды. В изолирующую часть подвесная гирлянда изоляторов армированы металлический пестик 5 или серьга с помощью специального сплава 2.

Рис. 4. Подвесные изоляторы:
а — конструкция изолятора; б — натяжная гирлянда изоляторов.
Сверху фарфоровую головку охватывает шапка (колпак) 1 из ковкого чугуна с гнездом для введения в него пестика другого изолятора или ушка для крепления изолятора к опоре. Крепится шапка к фарфору цементирующей мастикой 3. Внутренней и наружной поверхности фарфоровой головки придана такая форма, чтобы при тяжении провода фарфор испытывал сжатие, при котором его прочность выше, чем при растяжении. Это обеспечивает высокую механическую прочность тарельчатых изоляторов.
В обозначение изолятора входят буквы и цифры, обозначающие конструкцию, материал, разрушающую нагрузку на растяжение, исполнение, например, ПФ-70-А (ПС-70-А): подвесной, фарфоровый (стеклянный), разрушающая нагрузка 70 кН, исполнение А (нормальное).
Тарельчатые изоляторы при напряжении 35 кВ и выше комплектуются в натяжные (рис. 4, б) и подвесные (рис. 4, в) гирлянды. При этом пестик одного изолятора входит в гнездо шапки следующего и запирается там специальным замком. Количество изоляторов в гирлянде зависит от их типа, рабочего напряжения и условий работы и принимается: 35 кВ — 3-А, 110 кВ — 7-8; 220 кВ — 13- 14. Для электроустановок, подверженных усиленному загрязнению, число изоляторов в гирлянде увеличивают на 1-2; при значительном загрязнении атмосферы гирлянды составляют из изоляторов специальной конструкции с более развитой поверхностью. Изолятор 2 (рис. 4, б и в) снабжают пестиком с серьгой 1 для крепления к конструкции. К серьге 4 последнего изолятора 3 гирлянды через седло 5 или натяжной зажим 5 крепят провод 6. В открытых распределительных устройствах, как правило, применяют натяжные гирлянды.

• Назад
• Вперёд

• Вы здесь:  
• Главная
• org/ListItem»> Оборудование
• Подстанции
• Объём и нормы испытаний электроустановок

Еще по теме:

• Тепловизионный контроль высокочастотных заградителей и подвесных изоляторов
• Достижения в области комбинированных длинностержневых изоляторов
• Старение комбинированных изоляторов
• Разрядные напряжения по поверхности цилиндрических изоляторов в вакууме
• Полимерные изоляторы с силоксановым покрытием

Электрические изоляторы: назначение, виды, конструкция, классификация

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:

• Сухоразрядное напряжение — это  такая величина, при которой произойдет электрический разряд в условиях сухого состояния поверхности. Перекрытие изолятора
• Мокроразрядное напряжение – 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.

• Напряжение пробоя – 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.
• Механическая прочность – 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.
• Термическая устойчивость – 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:

• Стационарные – 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.
• Аппаратные – 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
• Линейные – 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:

• С фарфоровым корпусом – 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.
• Полимерные изоляторы – 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.
• Стеклянные электрические изоляторы – 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

• Штыревого типа (а) – крепятся посредством металлической арматуры и выступают в роли опоры воздушных ЛЭП, откуда и возникло название опорно-штыревые изоляторы.
• Подвесные (б) – выполняются тарельчатыми изоляторами, которые собираются в гирлянды, в зависимости от класса напряжения присоединенных к ним электрических аппаратов.
• Стержневые (в) – 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

Обзор электрических изоляторов типа «ПС»:

Список литературы

• Костюков Н.С., Минаков Н.В., Князев В.А. «Электрические изоляторы» 1984
• С. Трубачев, В. Пак «Новые материалы и системы изоляции высоковольтных электрических машин» 2007
• И. Н. Орлов  «Электротехнические изделия и устройства») 1986

Изолятор — описание, типы и часто задаваемые вопросы

• Физика

• Изолятор

Введение

Дата последнего обновления: 17 апреля 2013 г. 900

Всего просмотров: 224.4k

•

Просмотров сегодня : 1.95k

Изоляторы широко используются в физике, в отличие от проводников. Обычно к изоляторам относятся материалы, не пропускающие электричество и проходящие через него. Они известны как изоляторы, а также называются плохими проводниками электричества. Мы можем найти несколько примеров использования этих изоляторов в нашей повседневной жизни. Некоторые примеры, такие как бумага, стекло, резина, пластик и т. д., известны как изоляторы. Давайте узнаем больше об этих изоляторах, типах и т. д.

Причина блокировки подачи электричества

Поскольку мы знаем, что изоляторы не могут пропускать через себя электричество, причина этого в том, что в изоляторах отсутствует поток электронов без сна. Электроны полностью упакованы и имеют очень мало возможностей для подвижности и свободного потока электронов в изоляторах. Без движения электрона невозможно произвести электричество. Но мы не можем сказать, что существует идеальный изолятор, который может сопротивляться прохождению электричества. Потому что каждый изолятор в науке имеет минимальное количество свободных электронов. Они производят незначительное количество электроэнергии.

Типы изоляторов

Существует пять различных типов изоляторов, которые классифицируются по их способности производить электричество. Это —

Штыревые изоляторы: штыревые изоляторы являются первой и наиболее важной моделью, разработанной учеными. Но тем не менее, они используются, особенно для силовых сетей. Эти изоляторы доступны в трех различных типах, а именно: один двухсекционный и трехкомпонентный изолятор. Модель может быть выбрана в зависимости от требований и применения напряжения. На них могут работать 33 системы ВК. Они также известны как накладные изоляторы. В одной части изолятора конструкция, которую они использовали в качестве верхней части, может попадать под дождь и работать непрерывно, а нижняя часть напоминает сухую. Точно так же двухкомпонентные и трехкомпонентные штыревые изоляторы были разработаны с небольшими изменениями. Использовались системы 11 кВ, 33 кВ, 66 кВ соответственно. Если пользователю требуется напряжение, превышающее эти значения, использовались опорные изоляторы, в которых несколько плащей или нижних юбок должны работать параллельно.

Подвесные изоляторы: — для устранения ограничений штыревых и опорных изоляторов, таких как тяжелый вес, увеличение напряжения и т. д., будут устранены путем разработки подвесных изоляторов. Эти изоляторы разработаны путем подвешивания диска. Пользователь может увеличить количество дисков в зависимости от уровня напряжения. Каждый диск может нести от 11KV до 15 VK. Эти изоляторы легко носить с собой. Если какой-либо из дисков ремонтируется, его можно легко заменить, и вам не нужно беспокоиться о целом изоляторе.

Деформационные изоляторы: — деформационные изоляторы заменены подвесными изоляторами, чтобы соответствовать требованию продолжения до тупика или избежать препятствий, таких как острые края или штифты. Деформационный изолятор был прост в использовании и требовал меньше дисков по сравнению с подвесными изоляторами. Таким образом, они снижают затраты, экономят время и избегают разрывов.

Распорные изоляторы. Изоляторы, в которых можно использовать распорные тросы, называются штатными изоляторами. Эти изоляторы обычно используются для низких напряжений на минимальной высоте от земли. Фарфор использован таким образом, что даже изолятор полностью сломался, провод ни в коем случае не должен касаться земли.

Изоляторы с дужками: — Другое название называется изоляторами катушек. Ранее эти изоляторы широко применялись в распределительных сетях низкого напряжения. Но после расширения подземной кабельной разводки они не пользуются спросом. Еще одна особенность — буквы, которые можно использовать как вертикально, так и горизонтально. Также они могут равномерно распределяться при больших нагрузках.

Помимо этих изоляторов, у нас есть другие типы, называемые теплоизоляционными и электрическими изоляторами. Изоляторы, которые не пропускают тепло через себя, известны как теплоизоляторы. Проще говоря, эти изоляторы известны как теплоизоляторы. Например, воздух является хорошим теплоизолятором. если изоляторы не пропускают через себя электричество, они называются электрическими изоляторами.

Заключение

Наука об изоляторах дает представление о различных материалах, которые действуют как электрические и теплоизоляторы, а также являются хорошими и плохими изоляторами и т. д. Кроме того, наука об изоляторах имеет дело с различными типами изоляторов, в которых все типы имеют оба положительных качества. и негативы.

Недавно обновленные страницы

Теория относительности — открытия, постулаты, факты и примеры

Различия и сравнения статей по физике

Наша Вселенная и Земля – введение, решенные вопросы и часто задаваемые вопросы

Путешествия и общение – типы, методы и решенные вопросы

Интерференция света – примеры, типы и условия

Стоячая волна – формирование, уравнение, производство и часто задаваемые вопросы

Теория теории относительности – открытие, постулаты, факты и примеры

Различия и сравнения, статьи по физике

Наша Вселенная и Земля – введение, решенные вопросы и часто задаваемые вопросы

Путешествия и общение — типы, методы и решаемые вопросы

Интерференция света — примеры, типы и условия

Стоячая волна — формирование, уравнение, производство и часто задаваемые вопросы

Актуальные темы

Типы силовых изоляторов Линии передачи и воздушные линии

Изоляторы или линейные изоляторы используются в воздушных линиях передачи и распределения. Воздушные проводники поддерживаются на столбах или башнях. Чтобы избежать протекания тока через опорные столбы, изоляторы используются для поддержки линейных проводников. Следовательно, линейные изоляторы используются для обеспечения изоляции силового проводника от земли.

В высоковольтной линии электропередачи проводники оголены и используются в качестве изолятора между двумя проводниками. Кроме того, она не покрыта никаким изоляционным покрытием. Как правило, изоляторы присоединяются к траверсе несущей конструкции для обеспечения необходимого зазора между проводниками и металлическим корпусом. И зажим изолятора используется для пропуска проводника. Чтобы предотвратить протекание любого тока утечки из линии на землю, эти изоляторы обеспечивают необходимую изоляцию.

Содержание

Свойства изолятора

Следующие свойства желательны для изоляторов, которые используются в воздушных линиях;

• Обладает высоким электрическим сопротивлением во избежание протекания тока утечки.
• Изоляторы способны выдерживать нагрузку проводника и ветер. Следовательно, он должен иметь высокую механическую прочность.
• Он должен иметь высокую относительную диэлектрическую проницаемость для увеличения диэлектрической прочности.
• Соотношение проколов и перекрытий должно быть высоким.
• Материал изолятора не пористый, без примесей и трещин. Примеси могут снижать диэлектрическую проницаемость.
• На материал изолятора не должно влиять изменение температуры.

Изоляционные материалы

Для изготовления типичного изолятора используются следующие различные типы изоляционных материалов.

• Фарфоровый изолятор: (на основе керамического материала, т. е. фарфоровой глины, кварца, силиката алюминия, пластикового каолина, полевого шпата)
• Стеклянный изолятор: на основе закаленного стекла с высокой диэлектрической прочностью до 140 кВ/см.
• Стеатитовый изолятор: на основе силиката магния (различное процентное содержание оксида магния + диоксид кремния).
• Полимерный изолятор: на основе стекловолокна и эпоксидного полимера.

Фарфоровый изолятор

Фарфор является наиболее часто используемым материалом для изготовления изоляторов для воздушных линий электропередач. Фарфор не пропускает электрический заряд и эффективно работает в сочетании с другими непроводящими материалами. Это силикат алюминия, смешанный с кварцем, полевым шпатом и пластичным каолином. В результате получается твердый и глазурованный материал, который идеально подходит для изолятора.

Стеклянный изолятор

Отожженный стеклянный материал используется для изготовления изоляторов и используется в системах передачи и распределения. Стекло дешевле фарфора. Диэлектрическая прочность стекла составляет 140 кВ/см, что больше, чем у фарфора. Он имеет высокое удельное сопротивление и низкий коэффициент теплового расширения.
Стекло, используемое в качестве изолятора, в основном прозрачное. Поэтому легко обнаруживаются примеси или пузырьки воздуха, а также он не нагревается от солнечного света, как фарфор. Но недостатком стеклянного изолятора является то, что влага может конденсировать поверхность стекла и создавать путь для тока утечки.

Примечание. Если вы хотите узнать больше, у нас есть подробный пост о различиях между стеклянными изоляторами и фарфоровыми изоляторами .

Полимерный изолятор

В системе используются два типа полимерных материалов; эпоксидная смола, армированная стекловолокном, и силиконовый каучук. Силиконовый каучук, также известный как EPDC (этилен-пропилен-диеновый мономер), изготавливается из атмосферных навесов. Полимерные изоляторы также известны как композитные изоляторы. Полимерный изолятор имеет малый вес по сравнению со стеклянными и фарфоровыми изоляторами. Но он имеет больше эффектов влаги.

Подходящие материалы, используемые для изоляторов

Подходящие материалы для достижения вышеуказанных свойств: закаленное стекло, глазурованный фарфор и композитный полимер. Закаленное стекло получают путем быстрого охлаждения стеклянного изолятора после формования и медленного охлаждения внутренней части. Таким образом, стеклянный изолятор имеет внешнюю поверхность, находящуюся в сжатом состоянии, и внутреннюю поверхность, находящуюся в состоянии растяжения.

Закаленное стекло может выдерживать большее напряжение по сравнению с отожженным стеклом. Стоимость закаленного стекла меньше по сравнению с фарфором. В большинстве случаев закаленное стекло прозрачно. Поэтому дефекты материала можно легко обнаружить визуально. Но влага воздействует на поверхность стекла и вызывает протечки на поверхности изолятора. Еще одним недостатком стекла является то, что масса высоковольтной линии может деформировать форму, что может привести к внутреннему напряжению. Из-за этого закаленное стекло редко используется в системе и подходит только для линий ниже 25 кВ.

Фарфор состоит из глины, кварца или глинозема и полевого шпата. Глазуровать фарфор необходимо, чтобы поверхность оставалась относительно чистой от грязи и влаги. Диэлектрическая прочность фарфора составляет около 4-10 кВ/мм. Диэлектрическая прочность стекла больше, чем у фарфора. Любые примеси, имеющиеся в фарфоре, могут снизить диэлектрическую прочность изолятора. Следовательно, важно убедиться, что фарфор не содержит воздуха и непроницаем для проникновения газов и жидкости.

Некоторые коммунальные предприятия начали использовать изоляторы из полимерных композиционных материалов. Этот тип изолятора состоит из армированного волокном пластика, а внешняя поверхность выполнена из силиконового каучука или каучука EPDM (этилен-пропилен-диеновый мономер), чтобы избежать погодных опасностей. Композитные изоляторы дешевы и имеют малый вес. Этот тип изолятора также подходит для загрязненной окружающей среды.

Related Posts:

• Коронный разряд и разряд в линиях электропередачи и энергосистеме
• Защита воздушных линий – неисправности и устройства защиты

Типы изоляторов

В передающих и распределительных сетях используются различные типы изоляторов, которые перечислены ниже;

• Штыревой изолятор
• Изолятор дискового типа
• Изолятор подвесного типа
• Опорный изолятор
• Деформационный изолятор
• Изолятор скобы (золотник)
• Изолятор для ножек или яиц
• Специальные типы изоляторов

Нажмите на изображение, чтобы увеличить

Изолятор штыревого типа

Изолятор штыревого или штыревого изолятора имеет небольшие размеры, прост в конструкции и дешев. В большинстве случаев этот тип изолятора используется в распределительной системе до линий 33 кВ (как правило, они используются для 11 кВ, но не более 50 кВ). Штыревой изолятор крепится на штыре на траверсе несущей конструкции.

В верхней части изолятора имеется канавка для размещения проводника. Мягкий металл (обычно свинец) используется, чтобы избежать прямого контакта между фарфором и металлической булавкой. Один кусок изолятора используется для более низких напряжений, а достаточная длина пути утечки достигается за счет снабжения изолятора двумя или тремя дождевыми навесами или нижними юбками. Навесы от дождя или нижние юбки спроектированы так, чтобы иметь достаточное электрическое сопротивление, даже если внешняя поверхность мокрая из-за дождя.

В случае более высокого напряжения требуется большая толщина изолятора. А штыревые изоляторы большой толщины изготовить практически затруднительно. Следовательно, два или три изолятора соединяются и используются для систем более высокого напряжения. Как правило, изоляторы штыревого типа используются в системе до 33 кВ, потому что при более высоком напряжении они становятся тяжелыми и более дорогими. Таким образом, для более высоких уровней напряжения изолятор подвесного типа предпочтительнее изолятора штыревого типа по экономическим причинам.

Изолятор дискового типа

Изолятор в форме диска или пластины известен как изолятор дискового типа. Эти типы изоляторов широко используются при передаче и распределении низкого и среднего, а также высокого напряжения из-за требуемой электромеханической прочности в загрязненной среде при сравнительно низкой стоимости.

Изоляторы дискового типа используются в системах передачи и распределения высокого напряжения. Он также используется в промышленных и коммерческих целях. Дисковые изоляторы экономичны и могут использоваться в средах со средним и низким уровнем загрязнения. Форма этого изолятора похожа на диск. Следовательно, он известен как дисковый изолятор.

Подвесные и деформационные изоляторы представляют собой два типа тарельчатых изоляторов. Он обеспечивает хорошую механическую прочность и высокое удельное сопротивление. Диалектическая прочность также хороша в дисковых изоляторах. Для изготовления дискового изолятора можно использовать резину, пластик, стекло, слюду или дерево. Материал, используемый для изготовления дискового изолятора, зависит от номинального напряжения системы и условий окружающей среды.

Существуют дополнительные три типа дисковых изоляторов в зависимости от степени загрязнения и пути утечки (кратчайшее расстояние внешней поверхности изоляционного материала между двумя проводящими частями).

• Обычный тип
• Тип полутумана
• Противотуманный Тип

В следующей таблице указаны пути утечки и степень загрязнения изоляторов.

С. №	Степень загрязнения	Рекомендуемая длина пути утечки
1	Чистые зоны	16мм/кВ
2	Умеренно загрязненная территория	20мм/кВ
3	Промышленная зона	22мм/кВ
4	Сильно загрязненная территория	25мм/кВ

Дисковый изолятор (как стеклянный, так и фарфоровый) имеет дополнительные типы, такие как подвесные и тензометрические изоляторы, которые более подробно обсуждаются ниже.

Изолятор подвесного типа

Изолятор подвесного типа также известен как изолятор дискового типа. Стоимость изолятора штыревого типа быстро возрастает с ростом сетевого напряжения. Следовательно, изолятор подвесного типа используется при линейном напряжении 33 кВ.

В этом типе изолятора используются фарфоровые диски. Фарфоровые диски установлены один над другим и образуют струну. Для увеличения длины пути утечки каждый диск состоит из одного фарфорового навеса с канавками под поверхностью. Верхняя поверхность диска наклонена под углом для обеспечения беспрепятственного стока воды. Каждый диск имеет металлический колпачок и металлический штифт. Металлический колпачок расположен сверху, а металлический штифт снизу. Так, на крышке установлен штифт другого блока, что позволяет соединить несколько дисков вместе.

Провод подвешивается ниже точки опоры с помощью изоляционной ленты. Следовательно, этот тип изолятора известен как изолятор подвесного типа. Струна изолятора гибкая и обеспечивает достаточный зазор между проводниками и между проводником и металлическим корпусом при раскачивании струны на ветру.

Существует три типа подвесных изоляторов:

• Изолятор типа Hewlett: Это старая школьная конструкция, содержащая только один фарфоровый диск.
• Цементный изолятор колпачкового типа: Он также находится на одном фарфоровом диске, а в нижней части имеется прорезь (для улучшения способности к пробоям), куда к нему можно подключить проводник. На верхней части изолятора имеется зацементированная крышка из оцинкованного чугуна, поэтому он известен как изолятор типа зацементированной крышки.
• Изолятор сердечника и звена:  Это комбинация вышеупомянутых двух типов изоляторов, например, Hewlett + Цементная крышка.

Изолятор подвесного типа имеет много преимуществ по сравнению с изолятором штыревого типа. Некоторые из этих преимуществ;

• Изоляция гибкая. Таким образом, снижается механическое напряжение.
• Каждый диск рассчитан на низкое напряжение. Но несколько дисков соединены вместе, чтобы составить цепочку в соответствии с требуемым уровнем напряжения. Если один диск вышел из строя, необходимо заменить только этот диск, а не целую цепочку.
• Если предлагается увеличить линейное напряжение, изоляция линии увеличивается за счет увеличения количества дисков.

Количество дисков в цепочке зависит от сетевого напряжения и атмосферных условий. Но, в большинстве случаев, количество дисков для разных значений напряжения указано в таблице ниже.

Напряжение кВ	33	66	110	132	220	440	500
Количество дисков (подвеска)	3-4	5-6	7-8	9-10	13-16	22-23	25-26

Распределение напряжения по струне подвесного изолятора

В подвесном изоляторе несколько дисков соединены последовательно металлической крышкой и штифтом. Следовательно, каждый диск действует как конденсатор C. Кроме того, существует взаимная емкость между металлическим разъемом и землей, и она представлена ​​kC. Иллюстрация четырех подвесных изоляторов показана на рисунке ниже.

Рис-3

Учтите, что V ₁ – это разность потенциалов между двумя металлическими проводниками первого изолятора.

Сейчас,

I ₁ = В ₁ ω C

i 0397 = В ₁ ω кКл

Согласно ККЛ;

I ₂ = I ₁ + i ₁

I ₂ = В ₁ ω С + 7 13 ω кКл

I ₂ = В ₁ ω C (1 + k )

 

Также для второго изолятора;

I ₂ = V ₂ ω C

Следовательно,

В ₁ ω С (1 + к ) = В ₂ ω 13

В ₂  = В ₁ ( 1 + к )

i ₂ = к   ω С ( В _{7 1 3 2 )}

я ₂ = к (2 + к ) V ₁ ω C

Для третьего изолятора;

₃ = ₂ + ₂

3 6 0173 (1 + 3 к + к ² ) В ₁ ω С

I ₃ = В _{3 2 1 1}

В ₃ = к (1 + 3 к + к ² ) В ₁

i 0397 = к ω С ( В ₁ + В ₂ + В ₃ ) = к (3 + 4 к + + к 3 0172 В ₁ ω C

Для четвертого изолятора;

I ₄ = I ₃ + i ₃

I + k = 3 (

7 4 6 к + 5 к ² + к ³ ) В ₁ ω С

I ₄ 6 937 ω С

В ₄ = к (1 + 6 к + 5 k ² + k ³ ) V ₁

Значение «k» лежит в пределах от 0,1 до 0,2.

Эффективность строки:

Эффективность строки из «n» единиц определяется как;

Эффективность струн снижается с увеличением количества дисковых блоков.

Related Posts:

• Сети электропередач – воздушные линии сверхвысокого и высокого напряжения
• Шины и соединители в установках высокого и сверхвысокого напряжения

Опорный изолятор

Опорный изолятор аналогичен изолятору штыревого типа. Но опорный изолятор имеет металлическое основание и металлическую крышку, что позволяет монтировать более одного изолятора последовательно. Этот тип изолятора используется для поддержки шин и разъединителей на подстанции.

Опорный изолятор используется на подстанциях сверхвысокого напряжения. Опорные изоляторы Polycon используются в системах 400 кВ и выше. Этот изолятор представляет собой устойчивый к пробиванию изолятор с твердым сердечником, подходящий для наружного применения.

Этот изолятор в основном используется на подстанциях и в подобных устройствах. Следовательно, этот изолятор также известен как изолятор опоры станции. А в линиях электропередачи этот изолятор известен как линейный изолятор. Существует пять типов линейных изоляторов;

• Стойки верхней линии вертикального зажима
• Стойки верхние стяжки
• Горизонтальные (с креплением на шпильки) зажимные стойки верхней линии
• Изоляторы опорных стоек
• Стойки горизонтальной (базовой) линии

Деформационный изолятор

Деформационные изоляторы специально разработаны для обеспечения высокой механической прочности. И эти изоляторы способны выдерживать натяжение проводника на концах линии. Деформационные изоляторы используются для поддержки воздушных передач и радиоантенн. Он также используется для электрического разделения двух проводов.

Изолятор деформации изготовлен из стекла, фарфора или стекловолокна. Для системы более низкого напряжения используется один изолятор. Но для более высокого номинала количество изоляторов соединено последовательно. Этот тип изолятора используется в длинных линиях электропередачи. А также подходит для обеспечения механической прочности, когда линия пересекает озеро, реку или пруд.

В следующей таблице показано необходимое количество натяжных струн (дисков) и соответствующие уровни напряжения.

Напряжение кВ	33	66	110	132	220	440	500
Количество дисков (натяжной шнур)	4-5	6-7	8-9	10-11	14-17	23-24	26-27

Похожие сообщения:

• Все о системах, устройствах и узлах электрозащиты
• Отказы в электрических системах, оборудовании и материалах

Висячий изолятор

Висячий изолятор используется в распределительных сетях низкого напряжения. Этот тип изолятора можно использовать как в вертикальном, так и в горизонтальном положении. Изолятор скобы также известен как изолятор катушки. В недавнем сценарии энергосистемы (передача и распределение) распределительные сети используют подземную систему. Следовательно, сокращается использование стержневых изоляторов.

Изолятор скоб доступен в различных размерах и круглых формах. Посередине есть отверстие для спаривания. С обеих сторон размещена широкая оцинкованная пластина. Поверхность изолятора покрыта, чтобы противостоять потоку воды. Изготавливается из фарфора и силиката алюминия. Проводники фиксируются внутри паза мягкой вязальной проволокой. Висячие изоляторы предназначены для обеспечения изоляции между опорой и проводником в распределительной системе.

Изолятор типа «яйцо» или «яйцо»

Изоляторы «яйцо» или «яйцо» используются для изоляции растяжек или растяжек от линий низкого напряжения. Опоры устанавливаются на высоте не менее 13 метров над уровнем земли и изолируются от земли с помощью фарфоровых изоляторов. Специальная конструкция опорного изолятора не позволит растяжке упасть на землю даже в случае ее обрыва.

В вантах используется этот тип изолятора. В случае обрыва провода или его падения на землю изоляторы помогают избежать протекания тока от проводника к земле. Поэтому этот тип изолятора размещается между опорой и линейным проводом. Этот изолятор в основном используется на растяжках для компенсации растяжения.

Как правило, изоляторы вант устанавливаются посередине пути вант. И в большинстве случаев он состоит из фарфорового материала. Винтовые изоляторы используются для низковольтных воздушных линий электропередач.

В опорном изоляторе есть две вертикальные прорези, которые используются для фиксации растяжки и линейного провода в каждой из них. Как правило, эти изоляторы используются в стойках, поэтому они известны как изоляторы-стойки.

Похожие сообщения:

• Выключатели-разъединители и изоляторы высокого напряжения и среднего напряжения в энергосистеме
• Соединение кабелей среднего и высокого напряжения с оборудованием и соединениями

Специальные типы изоляторов

Помещения с неблагоприятными или нормальными условиями воздуха, например, с дымом, химическими веществами, солями или влажностью в окружающей среде и т. д., то вместо обычных изоляторов используются специальные типы изоляторов, например, :

• Штыревой тип Грязезащитные изоляторы: Длина пути утечки (490 мм) больше, чем у обычного изолятора, который обычно составляет 325 мм. Дождевая вода может легко проникать внутрь этих изоляторов, что помогает очистить их от грязи.
• Наклонные дисковые изоляторы: Выглядит как подвесной изолятор дискового типа, но не в полностью горизонтальной плоскости, а с изгибом под определенным углом.
• Изоляторы с глубоким затенением: Он имеет глубокие и большие оттенки по сравнению с изолятором с наклонным диском, чтобы предотвратить проблемы с проколом изоляторов с наклонным диском в сезон дождей.
• Изоляторы с твердым сердечником: Он имеет сплошной сердечник без паза, который используется для установки внутри него штифта. Штифт соединяется с нижней частью изолятора с помощью цемента.
• Аэродинамические изоляторы: Имеет небольшие оттенки по сравнению с изоляторами с глубоким затенением, поэтому защищает от грязи и сопротивляется даже сильному ветру. Они используются в песчаных районах и пустынных ландшафтах.

Кроме всех вышеперечисленных типов, существуют дополнительные типы изоляторов, используемых на подстанциях:

Изоляторы подстанции:

• Опорные изоляторы для опор
• Разделительные изоляторы
• Кронштейн изоляторов
• Изоляторы растягивающей нагрузки для привода / вытягивания токоведущих частей
• Изоляторы рабочего стержня
• Изоляторы паразитных плеч
• Изоляторы вала
• Крышные изоляторы
• Изоляторы шатунов

Похожие сообщения:

• Почему передача электроэнергии кратна 11, то есть 11 кВ, 22 кВ, 66 кВ и т. д.?
• Для чего нужны цветные воздушные маркеры на линиях электропередач?

Подбор Изоляторов

Перед правильным выбором изолятора прежде всего необходимо узнать точное значение уровня изоляции линий с точки зрения оконечного оборудования. Кроме того, при выборе изолятора учитываются напряжения пробоя нормальной частоты и напряжения освещения.

Другим фактором является влияние эффективности изоляции линии на несущие конструкции (дерево, сталь и т. д.). Таким образом, при выборе подходящих изоляторов следует учитывать конструкцию, конструкцию и срок службы траверс, опор и опор.

Перенапряжение из-за коммутационных перенапряжений и замыкания на землю из-за систем с изолированной нейтралью может повлиять на чрезмерную изоляцию. Кроме того, при выборе соответствующего изолятора для проектируемой системы необходимо учитывать надлежащую информацию о механических нагрузках.

В качестве последнего штриха, каталоги производителей, основанные на достоверных данных, очень помогают в выборе подходящего изолятора для надежной работы систем.

Похожие сообщения:

• Для чего нужен заземляющий провод на воздушных линиях электропередачи?
• Почему линии электропередачи не закреплены на опорах и опорах ЛЭП?

Причины отказа изоляторов

Ниже перечислены некоторые распространенные причины отказа изолятора.

Растрескивание изолятора:

Из-за неравномерного расширения существует вероятность появления трещин в фарфоровом изоляторе. Также из-за сезонного влияния есть вероятность растрескивания изолятора. Есть много улучшений, необходимых, чтобы избежать такого растрескивания. Иногда между корпусами и стальными штифтами используются подушки, чтобы обеспечить некоторое расширение.

Дефектный материал:

Как правило, изолятор изготовлен из хороших материалов. Но есть вероятность бракованного материала. И это вызывает прокол, который позволяет протекать току. Эти дефектные изоляторы не используются в электрических системах.

Пористость материала:

Обычно изоляторы изготавливаются из фарфора. Если фарфор производится при более низкой температуре, он становится пористым. Следовательно, он будет поглощать влагу из воздуха и может допускать протекание тока утечки. Следовательно, это непригодно для использования в электрических сетях.

Несоответствующее остекление поверхности:

Внешняя поверхность изолятора остеклена должным образом, чтобы предотвратить стекание воды. Но, если остекление выполнено некачественно, есть вероятность налипания на него влаги и отложения пыли на поверхности изолятора. Это вызывает проводящую дорожку и приводит к уменьшению вспышки на расстоянии. Следовательно, вероятность пробоя в изоляторе больше.

Перекрытие

Если перекрытие происходит между двумя металлическими концами изолятора и генерирует высокую температуру и тепло, что приводит к разрушению изолятора.

Короткое замыкание

Если расстояние между проводниками мало, существует вероятность возникновения дуги из-за ударов птиц о проводники линии. Эта причина короткого замыкания также может привести к выходу из строя изолятора.

Механическая нагрузка:

Механическая нагрузка на изолятор постоянно воздействует на проводник.