Подвесные стеклянные и фарфоровые изоляторы

Министерство образования и науки Российской Федерации

Новосибирский Государственный Технический Университет

Реферат

по курсу "Изоляция и Перенапряжения"

Тема: Подвесные стеклянные и фарфоровые изоляторы.

2008г.

Содержание:

1. Введение 3стр

1. Виды изоляторов по материалу изготовления 3стр

2. По способу крепления на опоре 3стр

1. Обозначения изоляторов 4стр

2. Конструкция подвесных изоляторов 4стр

3. Преимущества стеклянных

изоляторов перед фарфоровыми. 6стр

1. Распределение напряжения. 7стр

2. Заключение. 8стр

3. Список литературы. 8стр

1. Введение

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.

  Пример изолятора:  ПСВ-120 Минимальная разрушающая сила, кН:  120 кН Масса, кг:  5,6 кг

• 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.

Типы гирлянд

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.

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

Примечание: Сумма напряжений, измеренных по изоляторам гирлянды, не должна отличаться от фазного напряжения ВЛ более чем на +-10% для гирлянд на металлических и железобетонных опорах и более чем на +-20% - на деревянной.

6. Заключение.

Существенным недостатком указанных изоляторов является использование в качестве материала изоляционной детали фарфора или закаленного стекла как наиболее механически прочного из известных общеупотребительных электроизоляционных материалов. Закалка обеспечивает повышенную термостойкость стеклянной детали, сопротивление сжатию и изгибу. Но вместе с твердостью и статической прочностью изолятор приобретает свойства, характерные для любого стекла и фарфора: хрупкость, низкая ударная динамическая прочность. Кроме того, вследствие разного коэффициента термического расширения металла и стекла (фарфора) необходимо компенсировать разные величины расширения в местах соединения изоляционной детали с металлической шапкой и стержнем. Это достигается путем демпфирующих прокладок, промазок и т.д. Изоляторы со стеклянной или фарфоровой деталью обладают большим весом, создающим неудобства при монтаже, подвержены вандализму, имеют большой процент боя при транспортировке, что удорожает монтаж.

7. Список литературы:

Воздушные линии электропередачи: Учеб. пособие для ПТУ. / Магидин Ф.А.; Под ред. А.Н. Трифонова. — М.: Высшая школа, 1991.

Изоляторы подвесные тарельчатые. Общие технические условия ГОСТ 6490-93. 1991г

Приказ Минэнерго РФ от 13 января 2003 г_ N 6

Изоляторы. М. — Л., 1941; Богородицкий Н. П., Фридберг