Общая характеристика изоляции линий. Материалы и конструкция линейных изоляторов.

Введение 3
1 Общая характеристика изоляции линий 4
2 Материалы и конструкция линейных изоляторов 7
3 Выбор изоляции на линиях с металлическими и деревянными опорами 13
3.1 Выбор изоляции на линиях с металлическими опорами 13
3.2 Выбор изоляции на линиях с деревянными опорами 16
Заключение 20
Список литературы 21

Линия электропередачи (ЛЭП) - один из компонентов электрической сети, система энергетического оборудования, предназначенная для передачи электроэнергии посредством электрического тока. Также электрическая линия в составе такой системы, выходящая за пределы электростанции или подстанции

1 Общая характеристика изоляции линий
Линии электропередачи монтируются на металлических, железобетонных, деревянных и смешанного типа опорах. В отношении изоляционных характеристик металлические и железобетонные опоры равноценны, поэтому в дальнейшем под металлическими опорами будут подразумеваться также железобетонные. Линии сверхвысокого напряжения – СВН (330 кВ и выше) строятся почти исключительно на металлических опорах. Для линий 110 кВ и ниже также широко применяется дерево. Изоляция линий на деревянных опорах рассматривается отдельно.
 На линиях СВН наиболее распространены портальные опоры с горизонтальным расположением проводов. Схема расположения проводов и изоляции на опорах показана на рисунке 1.

Рисунок 1 – Эскиз одноцепной линии на портальных опорах [1]
 
Изоляция на опорах состоит из гирлянд изоляторов, поддержи­вающих провода, и промежутков S1 между проводами и телом опоры или оттяжками.
...

2 Материалы и конструкция линейных изоляторов
Материал, используемый для изготовления изоляторов, должен обладать высокой электрической и механической прочностью. Практически применяются два материала: электротехнический фарфор, закаленное стекло и полимеры. Электротехнический фарфор обладает высокими изоляционными свойствами, механическая же прочность фарфора зависит от вида деформации: фарфор допускает высокие нагрузки на сжатие, но недостаточно прочен при изгибающих и растягивающих нагрузках. За счет улучшения технологии изготовления фарфоровой массы (понижения щелочности, увеличения количества кварца, повышения дисперсности материалов) удается изготовлять высокопрочные фарфоровые изоляторы, обладающие повышенной электрической и механической прочностью.
Электротехническое стекло также обладает высокими изоляционными свойствами и в настоящее время успешно конкурирует с фарфором в качестве материала для изоляторов. Стекло, как и фарфор, обладает высокой прочностью на сжатие.
...

3.1 Выбор изоляции на линиях с металлическими опорами
В настоящее время установилась практика выбора изоляции линий электропередачи по коммутационным перенапряжениям и максимальному рабочему напряжению. Необходимый уровень грозоупорности линий устанавливается не путем усиления изоляции, а путем защиты линий хорошо заземленными тросами.
Коммутационные перенапряжения UK  задаются расчетной кратностью k по отношению к амплитудному значению фазового рабочего напряжения UФ
 
. (2)
 
Кратность коммутационных перенапряжений зависит от режима нейтрали в системе, свойств электропередачи, в частности ее длины и резонансных характеристик, свойств выключателей, наличия реакторов и продольной компенсации, характеристик разрядников и других факторов. Процесс развития коммутационных перенапряжений и их ограничение будут подробно изучаться во второй части учебного пособия.
...

3.2 Выбор изоляции на линиях с деревянными опорами
Как показали исследования дерево является диэлектриком, изоляционные свойства которого сильно зависят от его состояния (влажности и неравномерности ее распределения, наличия загнивания и трещин, режима увлажнения поверхности и т.п.). Следствием этой зависимости является значительный разброс результатов измерений, выполненных на различных образцах. Минимальные разрядные напряжения древесины наблюдаются при увлажнении ее дождем. Средний разрядный градиент по дереву при воздействии полной импульсной волны оценивается для сухой древесины примерно в 600 кВ/м, для мокрой - 300 кВ/м, Эти значения относятся к отрезкам траверс длинной до 2-3 м, для стоек опор длиной 10-12 м средний разрядный градиент снижается до 180 кВ/м. При действии напряжения промышленной частоты в течении 1 сек. Величина мокроразрядного градиента может быть принята равной 110 кВмакс.
...

Заключение

Изолятором называют электро­техническое устройство, предназначенное для электрической изо­ляции и механического крепления электроустановок или их отдель­ных частей, находящихся под разными электрическими потенциалами. Из определения следует, что диэлектрики, из которых изго­тавливаются изоляторы, должны обладать высокой прочностью, поскольку изоляторы несут значительную механическую нагруз­ку. Диэлектрики должны иметь и высокую электрическую проч­ность, позволяющую создавать экономичные и надежные конст­рукции изоляторов. Пробой тела диэлектрика выводит изолятор из строя, а разряд по поверхности при условии быстрого отключе­ния напряжения не причиняет изолятору никаких повреждений. По этой причине пробивное напряжение твердого диэлектрика в изолято­ре должно быть примерно в 1,5 раза выше, чем напряжение пере­крытия по поверхности, ĸᴏᴛᴏᴩᴏᴇ и определяет электрическую проч­ность изолятора.
...