2.3 Проходные изоляторы
2.3.1 Изоляторы на напряжения 6-35 кВ
Типичные конструкции проходных изоляторов на напряжение 6 – 35кВ для внутренней и наружной установки показаны на рис.2.13.
Рис.2.13. Проходные изоляторы
Они состоят из изоляционного фарфорового тела, токоведущего стержня и фланца, с помощью которого изолятор укрепляется на стене, перекрытии или ограждении.
Проходные изоляторы, как и изоляторы других типов, конструируют так, чтобы пробивное напряжение их внутренней изоляции превышало разрядное напряжение по поверхности. Для изоляторов на номинальное напряжение 35кВ и ниже требуемую величину пробивного напряжения можно получить при относительно малой толщине фарфора. Однако при этом получается большая удельная поверхностная емкость и облегчается развитие разряда по поверхности. Это обстоятельство приводит к существенному увеличению длины изолятора. Сокращение длины изолятора без снижения его разрядного напряжения достигается путем уменьшения удельной поверхностной емкости за счет увеличения толщины изоляции или диаметра фланца. Поскольку развитие разряда начинается от фланца, то достаточно увеличить диаметр только в этой части изолятора.
Между токоведущим стержнем и изоляционным телом в фарфоровых изоляторах остается воздушная полость. При некоторой величине приложенного к изолятору напряжения в полости происходит ионизация воздуха в связи с перераспределением напряженностей поля между воздушной полостью и фарфоровой частью. Ионизация воздушной полости приводит к тому, что все напряжение изолятора оказывается приложенным к фарфоровой части. Резко увеличивается удельная поверхностная емкость и поэтому напряжение перекрытия снижается. Это обстоятельство хотя и вызывает необходимость дополнительного увеличения толщины фарфора, однако мало влияет на размеры проходных изоляторов 20кВ и ниже.
В проходных изоляторах на 35кВ токоведущий стержень покрывают слоем бакелизированной бумаги толщиной 3 – 6мм (в зависимости от диаметра стержня). Это увеличивает напряжение возникновения короны примерно в 2 раза и способствует повышению разрядного напряжения. Существенное увеличение разрядного напряжения дают ребра, особенно расположенные вблизи фланца, которые затрудняют развитие разряда, уменьшая удельную поверхностную емкость и направляя разряд по пути с меньшей напряженностью электрического поля.
Проходные изоляторы для наружной установки отличаются более развитой поверхностью той части изолятора, которая располагается вне помещения (рис.2.13., в, г).
В обозначении проходных изоляторов, кроме номинального напряжения и минимальной разрушающей нагрузки на изгиб, указывается номинальный ток и некоторые другие характеристики. Например, ИПУ-10/630-7,5 – изолятор проходной, Uн = 10кВ; Iн = 630А; наименьшая разрушающая нагрузка – 7,5кН.
2.3.2 Бумажно-бакелитовые изоляторы
Для аппаратов на напряжение 35кВ используются обычно бумажно-бакелитовые вводы. Они изготовляются путем намотки на токоведущий стержень изоляционного тела из бумаги, смазанной бакелитовой смолой. При намотке через определенные числа витков в тело закладываются дополнительные электроды из металлической фольги для регулирования электрического поля в радиальном и осевом направлениях. Во время намотки бумажный цилиндр обжимается горячими (около 160ºС) вальцами, вследствие чего смола плавится и склеивает слои. Одновременно устраняется большая часть воздушных включений между слоями бумаги. Затем изоляция проходит термическую обработку, во время которой смола полимеризуется. После этого у изоляционного тела обтачиваются концы, на него накладывается бандаж под фланец и поверхность покрывается лаком для повышения влагостойкости.
Н
едостатком
бумажно-бакелитовых изоляторов является
малая влагостойкость, обусловленная
их сложным строением, и низкая
трекингостойкость. Поэтому такие
изоляторы, предназначенные для наружной
установки, помещают в фарфоровые
покрышки, а пространство между покрышкой
и бумажно-бакелитовым изоляционным
телом заливают специальной мастикой.
Конструкция такого изолятора показана
на рис.2.14.
Рис.2.14. Ввод наружной установки на напряжение