книги из ГПНТБ / Цимберов, А. И. Стеклянные изоляторы

10 кв. Для более высоких напряжений этот тип изолято­ ров приходится изготавливать из двух или трех элемен­ тов, так же как и штыревые линейные изоляторы (рис. 2-3). Так как опорно-штыревые изоляторы предна­ значены для использования в наружных установках, то электрический расчет их должен исходить главным обра­ зом из требований мокроразрядных характеристик,

60

устойчивости к атмосферным перенапряжениям н к за­ грязнениям уносами промышленных предприятий, соле­ выми отложениями и др.

На рис. 3-5 показаны разрядные расстояния и длина пути утечки опорно-штыревого изолятора типа ШН-10С, а на рис. 3-6 то же — штыревого линейного изолятора на 10 кв.

Электрический расчет опорно-штыревых и штыревых линейных изоляторов идентичен и состоит прежде всего

Механические и электрические характеристики выпус­ каемых нашей промышленностью штыревых изоляторов указаны в табл. 3-1.

Т а б л и ц а 3-1

При установлении наибольшего диаметра верхней юбки следует пользоваться отношением D/H= 1,2-М,3.

Вылет юбок по отношению к расстоянию между ними принимается в пределах 0,5—0,7. Верхняя юбка выпол-

края юбки должна также соответствовать минимально допустимому изоляционному расстоянию согласно требо­ ванию ПУЭ. Указанное изоляционное расстояние по воз­

духу должно быть не меньше: 1

Диаметр и глубина внутренней полости штыревого изолятора определяются ,в зависимости от способа креп­ ления штыря.

Например, при креплении штыря в линейном штыре­ вом изоляторе поцредством переходной резьбовой втул­ ки, внутренний диаметр корпуса определяется диаметром штыря, двумя зазорами для цементирующей связи и дву­ мя толщинами втулки. При креплении же штыря на ка­ болке или пеньке внутренний диаметр полости должен быть на 4—6 мм больше диаметра штыря в зависимости от типа изолятора. При креплении штыря в опорно-шты­ ревом изоляторе посредством армировочной связки пре­ дусматривается зазор 4—5 мм между штырем и корпу­ сом.

Толщина стенки корпуса устанавливается в зависимо­ сти от нормируемого пробивного напряжения (см. табл.

62

1-2). Обычно толщина стенки штыревого изолятора 6 и 10 кв составляет 10—15 мм. Глубина полости должна быть не меньше размера двух диаметров штыря. Для двух- и многоэлементных изоляторов толщина стенки устанавливается следующим образом.

Пробивное напряжение штыревого изолятора должно быть не меньше 1,ЗС/с.н-

Например, для изолятора 35 кв при £/с.п=Г20 кв

£/пр= 1,3- 120=156 кв.

Такое пробивное напряжение может выдержать изо­ лятор с толщиной стенки

Так как изготовить изолятор с такой толщиной стен­ ки затруднительно, то приходится применить несколько элементов с толщиной каждого 10—15 мм, т. е. 52/15 —3 элемента.

При установлении толщины стенки корпуса надо так­ же учитывать неравномерность распределения напряже­ ния между отдельными элементами многоэлементного штыревого изолятора. Так, на верхний элемент двух­ элементного штыревого изолятора падает около 60%, а на нижний элемент 40% всего напряжения.

Расчет диаметра штыря штыревого изолятора на ме­ ханическую прочность производится по обычной формуле

эскиз изолятора. При этом необходимо учитывать следу­ ющее:

1) радиусы канавок выбираются в зависимости от радиуса провода; 2) боковая канавка должна распола­ гаться на линии ниже линии верхнего торца штыря; в этом случае диэлектрик будет работать главным обра­ зом на сжатие, временное сопротивление при котором

63

значительно выше, чем при растяжении или изгибе; 3) нужно предусматриватьзазор 2—3 мм для заполне­ ния армировочной связкой между головками соседних элементов; 4) следует избегать острых углов в переходах от одной плоскости к другой, радиусы закруглений должны быть не меньше 3 мм.-

3-4. ОСНОВЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО РАСЧЕТА ПОДВЕСНЫХ СТЕКЛЯННЫХ ИЗОЛЯТОРОВ ТАРЕЛЬЧАТОГО ТИПА

При проектировании подвесных изоляторов необходи­ мо прежде всего определить требуемую длину гирлянды исходя из нормированных разрядных напряжений, ука-

занных в табл. 3-2 для классов изоляции 330 кв включи­ тельно (по ПУЭ).

64

где Uм.н— мокроразрядиое напряжение, кв; gMM—адок- роразрядныіі градиент изолятоіра, кв/см.

■Средине разрядные градиенты подвесных изоляторов составляют (кв/см):

Величины, приведенные во втором столбце, действи­ тельны для длинных гирлянд.

В табл. 3-3 приведены длины гирлянд, рассчитанные согласно формуле (3-8) и исходя из среднего мокроразрядиого градиента 2,2; для сравнения приведены длины гирлянд, рекомендуемые ПУЭ.

ПУЭ также рекомендуются наименьшие изоляцион­ ные расстояния по воздуху между токоведущими и за­ земленными частями для различных изоляторов, исходя из атмосферных перенапряжений.

Указанные расстояния приведены в табл. 3-4.

Найдя длину гирлянды, устанавливаются основные размеры изоляторов.

Для подвесных изоляторов рекомендованы следую­ щие практические соотношения отдельных размеров.

Отношение конструктивной высоты Н к наибольшему диаметру тарелки D должно быть не больше 0,60 (жела­ тельно 0,55), отношение сухоразрядного расстояния /р к конструктивной высоте Н должно быть не меньше 1,25 (желательно 1,4), отношение длины .пути утечки Іу к Н'— не меньше 2,2 и ty/D желательно 1,1—1,2. Увеличение отношения Ір/Н можно осуществить или увеличением диаметра тарелки D, или снижением конструктивной вы­ соты Я.

Увеличение диаметра тарелки вызывает технологиче­ ские трудности и приводит к увеличению массы, что не­ выгодно экономически. Уменьшение высоты изолятора целесообразно осуществлять за счет металлических дета-

Т абли ц а 3-5

Тип

изолятора

П р и м е ч а н и е . Я —конструктивная высота изолятора; D —наибольшій диа­ метр тарелки; d—диаметр стержня; h—высота шапки; а—вылет тарелки до стерж­ ня; /р—разрядное расстояние; /у—длина пути утешен.

66

Лей (шапки и стержня), являющихся паразитными вспо­ могательными частями в конструкции изолятора. Уста­ новлено, что подвесные изоляторы -с наименьшими размерами шапок имеют и .наилучшие соотношения эле­ ментов изоляторов, а следовательно, и наиболее высокие разрядные характеристики.

Стеклянные изоляторы с лучшими соотношениями конструктивных элементов имеют более высокие разряд­ ные характеристики, что следует из табл. 3-5. Вследствие этого в гирлянде может быть принято меньшее количе­ ство изоляторов или, сохранив то же количество изоля­ торов в гирлянде, можно повысить разрядные характери­ стики.

Диаметр тарелки изолятора определяется пли из фор­ мулы

Для определения D в этом случае следует вычертить предварительный эскиз гирлянды из нескольких элемен­ тов, исходя из найденной высоты изолятора и намечае­ мого диаметра тарелки; провести линию, соответствую­ щую разрядному расстоянию гирлянды Lv, и, таким образом узнать максимальный диаметр.

При построении формы тарелки необходимо обеспе­ чить требумую удельную длину пути утечки.

В то лее время необходимо учесть, что высота ребер на нижней поверхности тарелки должна примерно рав­ няться расстоянию между ребрами, размер толщины ре­ бер принимать минимальным.

Тарелка подвесных изоляторов для поддерживающих гирлянд должна иметь некоторый наклон от головки к периферии.

Толщина стенки диэлектрика зависит от электриче­ ской к .механической прочности материала и находится по формуле

тора не превышает 20 мм, что также обеспечивает и тре­ бования к механической прочности изолятора.

Учитывая соображения, изложенные в гл. 2 относи­ тельно электрической прочности стеклянного диэлектри­ ка, следует считать приведенные расчеты подвесных изо­ ляторов на пробивное напряжение ориентировочными.

Величину минимального пробивного напряжения под­ весного изолятора можно определить следующим обра­ зом.

Зная фазное напряжение гирлянды Uф и напряжение на самом нагруженном элементе гирлянды U$u можно узнать величину требуемого пробивного напряжения изо­ лятора по формуле

Указанный коэффициент запаса электрической проч­ ности изолятора необходим при электрических испыта­ ниях, а также при возможных .перенапряжениях, так как при отсутствии необходимого запаса электрической проч­ ности на пробой может произойти пробой диэлектрика до наступления разряда по поверхности.

Шапка подвесного изолятора воспринимает па себя в нижней части всю механическую нагрузку, передавае­ мую через два слоя цементной связки и стеклянную де­ таль от стержня изолятора. В верхней части через за­ хват (ушко) передается все усилие нагрузки на соседний изолятор гирлянды или на сцепную арматуру.

Таким образом, от .правильной конструкции шапки зависит прочность подвесного изолятора, поэтому наибо­ лее ответственным деталям шапки, в частности нижнему коническому ребру, подпирающему головку изолятора, и захвату шапки, придают достаточную жесткость. Более подробно вопросы конструирования шапок подвесных изоляторов изложены в соответствующей литературе [Л. 24].

3-5. ВЫБОР ТИПА ИЗОЛЯТОРОВ ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ ЭЛЕКТРОУСТАНОВОК

Выбор изоляции и типа изоляторов является одним из разделов проектов распредустройств и линий электро­ передачи и производится на основе технического зада­ ния, в котором должны быть указаны: номинальное

68

напряжение, принятые уровни изоляции, расчетные меха­ нические нагрузки (для ЛЭП отдельно: на поддерживаю­ щие и натяжные гирлянды), климатические и атмо­ сферные условия, высота расположения над уровнем моря, материал опор ЛЭП.

Выбор изоляторов для электроустановок до 35 кв

Выбор опорных, опорно-штыревых и штыревых ли­ нейных стеклянных изоляторов до 35 кв сводится к опре­ делению (по каталогам) типа изолятора с соответствую­ щими номинальным напряжением и механической проч­ ностью. При выборе линейной изоляции необходимо учи­ тывать материал опор и местонахождение линии элек­ тропередачи.

Так, для металлических и железобетонных опор на­ шей промышленностью" выпускается специальный стек­ лянный штыревой изолятор на 10 кв ШЖБ-10с.

Для напряжения выше 10 кв нашей промышленно­ стью еще не выпускаются стеклянные линейные и аппа­ ратные изоляторы. При выборе линейных штыревых стеклянных изоляторов на 20—35 кв необходимо учиты­ вать технико-экономические соображения, так как воз­ можны разные варианты применения изоляторов.

Например, на промежуточных опорах ЛЭП 35 кв воз­ можно применение стеклянных штыревых изоляторов, а на анкерных .(угловых) опорах — штыревых или под­ весных изоляторов в зависимости от марки провода.

Выбор изоляторов линий ПО кв и выше

Как указывалось выше разрядная прочность подвес­ ного изолятора зависит от габаритных размеров, количе­ ства и формы ребер и разрядного расстояния.

Разрядная характеристика гирлянды подвесных изо­ ляторов не представляет собой сумму разрядных харак­ теристик отдельных элементов, так как разряд по гир­ лянде развивается не так, как на отдельном элементе, что видно из рис. 3-9 (см. расстояние Lp).

Что касается разрядных расстояний подвесных изоля­ торов, то из рис. 3-9 видно, что /р изолятора в гирлянде также несколько отличается от І'ѵ одиночного подвесного изолятора.

69