Глава 2. Основные элементы устройств контактной сети и линий электропередачи
Изоляторы контактной сети и линий электропередачи
Классификация изоляторов
Изоляторы являются ответственным элементом контактной сети и должны удовлетворять требованиям в отношении электрической и механической прочности. Служат для механического крепления проводов и конструкций находящихся под напряжением и электрической изоляции их от заземленных конструкций и друг от друга.
Электрическая прочность характеризуется сухоразрядным, мокроразрядным и пробивным напряжением. Механическая прочность изолятора характеризуется допускаемой, испытательной и разрушающей нагрузкой на растяжение, сжатие, разрыв и изгиб. 40кН(4 тс) - фиксаторные, 70кН(7тс) - подвесные, 120кН(12тс) - анкерные Н.Т.
Коэффициент запаса механической прочности по отношению к их нормированной силе должен быть К≥5 при средней эксплуатационной нагрузке. Срок службы изоляторов 30 лет.
Классификация изоляторов:
По назначению — подвесные, натяжные (секционные), фиксаторные, консольные.
По материалу изоляционной детали — керамические (фарфоровые), стеклянные, полимерные.
По типу конструкции — тарельчатые, стержневые.
По геометрии изоляционной детали — гладкостержневые, ребристые.
Специальные — грязестойкие (в особо загрязненных районах) и антивандальные (устойчивые к ударам и нагрузкам).
Рис. 2.1. Подвесные тарельчатые фарфоровые изоляторы: а - ПФ6-А; б - ПТФ70-3,3/5
Тарельчатые изоляторы на рис. 2.1. состоят из шапки 1, изготовленной из ковкого чугуна, изолирующей детали (тарелки) 2 из фарфора (стекла или стеклофарфора) и металлического стержня 3, заканчивающегося пестиком или серьгой 6. Головка изолирующей детали выполнена в форме обратного конуса, что обеспечивает надежное сцепление шапки и стержня. Изолирующий элемент соединен с шапкой и стержнем с помощью портландцемента 4.
Конструкция шапки и стержня с пестиком обеспечивает нормальное шарнирное сцепление изоляторов при комплектовании их в гирлянду. Для предотвращения расцепления шапки одного изолятора с пестиком другого служат замки 5.
Фарфор изолятора в изломе должен быть однородным по структуре и не иметь открытой пористости. Поверхность фарфора изолятора покрывают ровным слоем гладкой и блестящей глазури. Металлическую арматуру изоляторов оцинковывают.
Грязестойкие изоляторы предназначены для использования в местностях, подверженных всем видам загрязнений, содержащих проводящие компоненты, и в условиях туманов или высокой влажности. Грязестойкие изоляторы имеют увеличенную длину пути утечки. Стеклянные изоляторы(щелочное стекло)легче фарфоровых и лучше их противостоят ударным нагрузкам. К достоинствам стеклянных изоляторов относится и то, что в случае электрического пробоя или разрушающего механического или термического воздействия закаленное стекло не растрескивается, а рассыпается. Это облегчает нахождение не только места повреждения на линии, но и поврежденного изолятора в гирлянде; позволяет отказаться от профилактической дефектировки изоляторов. Для изготовления изоляторов, кроме фарфора и стекла, используют полимерные и другие материалы.
Электрическую прочность изоляторов принято характеризовать следующими величинами: выдерживаемым напряжением под дождем; выдерживаемым напряжением в сухом состоянии; 50 %-м разрядным импульсным напряжением с формой волны 1,2/50 мкс; пробивным напряжением при частоте 50 Гц; длиной пути утечки Ly.
Количество изоляторов в гирлянде определяется:
- уровнем напряжения сети 3кВ - 2шт,
25кВ - 3шт,
35кВ - 4шт,
110кВ - 6-7шт,
330кВ – 18-20шт,
500кВ -22-24шт.
- условиями работы.