§ 60. Основные характеристики изоляторов.

Р ис.136. Испытание штыревого изолятора с целью определения макроразрядного напряжения: 1- провод, 2- изолятор, 3- стальной штырь: А,Б,В,Г,Д,Е- путь электрического разряда

Основными электрическими характеристиками изоляторов являются сухоразрядное, мокроразрядное и пробивное напряже­ния.

Сухоразрядным напряжением называется напряжение, приложенное к металлическим электродам изолятора, при котором наступает искро­вой разряд по его поверхности при нор­мальных атмосферных условиях.

Мокроразрядным называется напря­жение, приложенное к изолятору, при ко­тором происходит разряд по поверхности изолятора, находящегося под действием струй дождя, падающих на него под углом 45° (рис. 136). При этом сила дождя должна быть равной 5 мм/мин, а удель­ное объемное сопротивление воды долж­но находиться в пределах 9500— 10500 Ом *см (при 20°С). Величина мокроразрядного напряжения изолятора, определяемая при испытаниях, позволяет судить о том, как будет вести себя изо­лятор в условиях эксплуатации под дождем. Для любого изолятора величина мокроразрядного напря­жения всегда меньше величины его сухоразрядного напряже­ния, так как при действии дождя значительная часть поверхности изолятора оказывается смоченной водой и начинает проводить ток

Рис.137. Механическое испытание проходного изолятора: 1- стальная плита, 2- чугунный фланец, 3- крепящие болты, 4- стальной трос.

Пробивным напряжением изолятора называют напряжение, при котором происходит пробой материала изолятора, заключен­ного между основными электродами, например между стержнем и шапкой подвесного изолятора.

Пробивное напряжение любого изолятора всегда больше его сухоразрядного и тем более мокроразрядного напряжения.

Поэтому испытания на пробой изоляторов производят в минеральном (трансформаторном) масле, которое имеет большую электрическую прочность по сравнению с воздухом. Для этого изолятор погружают в сосуд с трансформаторным маслом.

Рабочие (номинальные) напряжения изоляторов естественно намного меньше их мокроразрядных, сухоразрядных и пробивных напряжений.

Кроме электрических характеристик, у изоляторов определяют механические характеристики. Они представляют собой механические нагрузки, измеряемые при испытании изоляторов на разрыв, изгиб и срез головки (у штыревых изо­ляторов). Так, для определения раз­рушающей нагрузки проходного изоля­тора (рис. 137) он жестко крепится фланцем на стальной плите (с помо­щью болтов). На токо ведущий стержень изолятора надевается петля из сталь­ного троса, к которому прикладывает­ся изгибающее усилие. Это усилие плавно повышают до величины, при ко­торой наступает разрушение изолятора.

Величины электрических и механи­ческих характеристик изоляторов не­ должны быть ниже значений, устанав­ливаемых соответствующими ГОСТ.

Очень важной характеристикой изо­ляторов является их термостойкость, т. е. стойкость к резким изменениям температуры. Эта характеристика оп­ределяется двукратным нагревом и охлаждением изолятора в воде при разности температур горячей и холодной воды 70°С (для фарфоровых изоляторов) и 45°С (для стек­лянных изоляторов). Для этого каждый из испытуемых изоляторов вначале подвергают нагреву в горячей воде (90—95°С) в течение 15 мин., после чего изолятор немедленно переносится в холодную воду (20±5°С), где охлаждается в течение 15 мин. Затем этот цикл испытаний повторяется.

После этих теплосмен изоляторы должны еще выдержать без повреждений трехминутное испытание электрическим напряже­нием, при котором на поверхности изолятора образуется непре­рывный поток искр.

Наиболее ответственные по своему назначению подвесные изоляторы подвергают трёхкратному циклу охлаждения и нагрева при температуре от -50 до +50°С с одновременным приложением механической нагрузки, равной 3000-4000 кГ в зависимости от типа изолятора. Механическая нагрузка, приложенная к гирлянде изоляторов, должна быть постоянной в течение всего времени испытаний. Каждый цикл испытания начинается с охлаждения изоляторов до -50°С. При этой температуре изоляторы выдерживают один час, затем начинается нагревание изоляторов до 50°С и снова их выдерживают один час. После каждого цикла теплосмен изоляторы проверяют напряжением 60-70 кВ при температуре 20±5°С. Испытание заканчивается плавным подъёмом растягивающей механической нагрузки после третьего цикла, когда изоляторы нагреты до 50°С. Изоляторы считаются выдержавшими это испытание, если разрушение их наступает при нагрузках не ниже 6000 кГ (для изоляторов П-4,5) и 8000 кГ (для изоляторов П-6).

Все описанные испытания изоляторов являются типовыми, т.е. испытаниям подвергают не каждый выпускаемый с завода изолятор, а определённый процент (0,5%) от всей выпускаемой партии изоляторов. Каждый же из выпускаемых высоковольтных изоляторов подвергается трёхминутному испытанию напряжением, при котором по поверхности изоляторов образуется поток искр. Все изоляторы, выдержавшие это электрическое испытание, считаются годными.

Подвесные изоляторы подвергают ещё одноминутному испытанию растягивающей механической нагрузкой в 3600 кГ (изоляторы П-4,5) и 4800 кГ (изоляторы П-6). Одноминутные механические испытания производятся перед электрическими испытаниями, чтобы отбраковать плохо за армированные, а также изоляторы с дефектными элементами из фарфора или стекла и с дефектной арматурой (трещины и пр.). Изоляторы, выдержавшие одноминутное механическое испытание, поступают затем на массовое испытание, описанное выше.