19. Изоляция воздушных линий электропередач

Изоляция ЛЭП состоит из воздушных промежутков между проводами и землей, а также линейных изоляторов. Основной изоляцией воздушных линий служит атмосферный воздух. Несмотря на его сравнительно низкую электрическую прочность всего Е_пр=1-30 кВ/см, воздушная изоляция имеет ряд достоинств, благодаря которым ее широко применяют в электроэнергетике:

1. Простота конструкции и малая, по сравнению с другими способами передачи электроэнергии, стоимость ВЛ.

2. Отсутствие старения, т. е. изменения электрических характеристик при длительной эксплуатации,

3. Способность восстанавливать свои изолирующие свойства после погасания разряда. (Это свойство используют для организации автоматического повторного включения.)

Наиболее характерными промежутками ВЛ являются воздушные промежутки:

- между проводом и землей;

- между соседними проводами;

-промежуток между проводом и грозозащитным тросом.

Для этих промежутков построены зависимости Up=f(s), по которым определяются промежутки на разные классы напряжения.

Промежутки провод-земля, например, выбирают так, чтобы обеспечить практически невозможное поражение разрядом под линией.

Линейные изоляторы по конструкции разделяются на (рис. 19.1): тарельчатые,

штыревые, стержневые. Тарельчатые и штыревые изоляторы изготавливают из электротехнического фарфора или закаленного стекла, стержневые - из высокопрочного фарфора или полимеров, В последнее время тарельчатые изоляторы, в основном, выпускают из закаленного стекла. Они более дешевые, так как технологический процесс их изготовления полностью автоматизирован, а главное, при пробое стеклянного изолятора происходит разрушение диэлектрической части (механическую нагрузку он продолжает нести) и пробитый изолятор легко обнаружить при осмотре линии (пробитый и целый фарфоровый изоляторы внешне не отличаются).

Рис. 19.1. Тарельчатый, штыревой и стержневой изоляторы

В нашей стране чаще используются тарельчатые изоляторы (штыревые на 6-10 кВ).

В последние годы разработаны полимерные длинностержневые изоляторы, которые имеют диаметр и вес существенно меньший, чем у фарфоровых изоляторов.

Рис. 19.2. Полимерный изолятор

20. Основные виды внутренней изоляции

Внутренней изоляцией называются части изоляционной конструкции, в которых изолирующей средой являются жидкие, твердые или газообразные диэлектрики или их комбинации, не имеющие прямых контактов с атмосферным воздухом.

Особенности внутренней изоляции

1. На электрическую прочность практически не влияют атмосферные условия.

2. Изоляция, как правило, не самовосстанавливающаяся (кроме газовой).

3. Изоляция стареет, поэтому она должна иметь большой запас прочности.

Основные виды внутренней изоляции

1. Бумажно-пропитанная изоляция.

2. Маслобарьерная изоляция (МБИ).

3. Изоляция на основе слюды

4. Пластмассовая изоляция (полиэтиленовая)

5. Газовая изоляция

Бумажно-пропитанная изоляция

Исходными материалами для изготовления бумажно-пропитанной изоляции (БПИ) служат специальные электроизоляционные бумаги и минеральные (нефтяные) масла (бумажно-масляная изоляция) или синтетические жидкие диэлектрики.

Основу БПИ составляют слои бумаги.

Применяются следующие виды бумаги: конденсаторные, кабельные, трансформаторные. Наилучшими электрическими и механическими свойствами обладают конденсаторные и кабельные бумаги. Их отличают однородность структуры и высокая химическая чистота. Трансформаторные бумаги используются в вводах (проходных изоляторах), измерительных трансформаторах тока и напряжения, а также в элементах продольной изоляции силовых трансформаторов, автотрансформаторов и реакторов.

В зависимости от качества бумаги допустимые рабочие напряженности в бумажно-пропитанной изоляции составляют Е=120-180 кВ/см.

Для примера приведено устройство ввода показано на рис. 20.1. Он состоит, как и всякий проходной изолятор, из токоведущего стержня 1, фланца 2 и изоляционного тела из трансформаторной бумаги 3.

Рис.20.1. Устройство простейшего проходного изолятора (ввода)

В качестве пропитывающего состава в кабелях с бумажной изоляцией применяются вязкие пропитки (маслоканифольный компаунд), нефтяные или синтетические кабельные масла. Маслоканифольный компаунд применяется обычно в кабелях до 35 кВ включительно. Это упрощает конструкцию кабельных линий, так как добавление канифоли в нефтяное масло приводит к существенному увеличению вязкости пропитывающего состава, благодаря чему пропиточная масса в условиях нормальной эксплуатации не вытекает через концевые разделки кабеля. Кроме того, присутствие канифоли увеличивает стойкость масла против окисления.

Для пропитки бумажной изоляции в силовых маслонаполненных кабелях 110 − 500 кВ используются маловязкие нефтяные масла.

Длительно допустимые рабочие температуры для бумажно-масляной изоляции следующие (Ларионов, тех, с.96):

• для силовых конденсаторов 60-70 °С;

• для силовых кабелей 60-80°С;

• для аппаратов 90°С.

Недостатками БПИ являются невысокая допустим рабочая температура

(не более 90 °С) и горючесть.

.