какое напряжение выдерживает 1 тарелка изолятора

Тарельчатые изоляторы.

Механическая прочность изолятора

Изоляторы являются ответственным элементом контактной сети и должны удовлетворять требованиям в отношении электрической и механической прочности. Электрическая прочность характеризуется сухоразрядным, мокроразрядным и пробивным напряжением.

Механическая прочность изолятора характеризуется допускаемой, испытательной и разрушающей нагрузкой на растяжение и изгиб.

Тарельчатые изоляторы.

На сети электрифицированных железных дорог эксплуатируются серийно выпускаемые подвесные стеклянные изоляторы нормального исполнения (ПС 70-Е и ПС 120-Б) и грязестойкого исполнения (ПС Д70-Е и ПС В120-Б).

В эксплуатации находятся также изоляторы ПСС 70-А, ПСС 70-Б, ПС 70-Д, ПФ 70-А, ПФ 70-Д, ПФ 70-Ж, ИТФ70, ПТФ 70-3,3/5, СФ 70-А, ПФС 70-А, ПСС 120-Б, ПСА 120-А, CCA 120-А, произведенные на заводах Украины.

Условные обозначения подвесных тарельчатых изоляторов обозначают, как правило, следующее:

• первая буква — назначение изолятора: П — подвесной;

• вторая буква — материал изоляционной детали: С — стекло, Ф — фарфор;

• цифра — класс изолятора (механическая разрушающая сила при растяжении, кН);

• буква после цифры — модификация изолятора.

Часть подвесных тарельчатых изоляторов имеет обозначение с первой буквой «С», означающей зацепление типа «серьга» (СФ 70-А и ССА 120-А).

Пример условного обозначения изолятора подвесного тарельчатого стеклянного с вытянутым ребром класса 120 кН, модификации Б: ПСВ 120-Б ТУ 34 13.11215-87.

Для изоляции и крепления к поддерживающим конструкциям проводов контактной сети и ВЛ. Тарельчатые изоляторы состоят из шапки 1, изготовленной из ковкого чугуна, изолирующей детали (тарелки) 2 из фарфора (стекла или стеклофарфора) и металлического стержня 3. 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 служат замки 5. Фарфор изолятора в изломе должен быть однородным по структуре и не иметь открытой пористости. Поверхность изолятора покрывают ровным слоем гладкой и блестящей глазури. Металлическую арматуру изоляторов оцинковывают.

Грязестойкие изоляторы предназначены для использования в местностях, подверженным всем видам загрязнений, содержащих проводящие компоненты, и в условиях туманов или высокой влажности. Грязестойкие изоляторы имеют увеличенную длину пути утечки и конструктивные отличия, облегчающие условия обмывки их с поверхности. Стеклянные изоляторы 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, т.е. 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%-ным разрядным импульсным напряжением с формой волны 1,2/50 мкс; пробивным напряжением при частоте 50 Гц; длиной пути утечки L_у.

Длина пути утечки L_у— это наикратчайшее расстояние (огибающая) или сумма наикратчайших расстояний по контурам наружных изолирующих поверхностей между частями изолятора, находящимися под разными потенциалами. При этом расстояние, измеренное по поверхности цементного шва или другого токопроводящего соединительного материала, не считается частью длины пути утечки.

Значение выдерживаемого испытательного напряжения под дождем зависит от формы изолятора, наличия капельниц (выступов в нижней части ребра изолятора, предохраняющих ее поверхность от смачивания водой), угла наклона оси изолятора к горизонтали.

Дата добавления: 2017-02-13 ; просмотров: 6506 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Источник

Как определить напряжение ЛЭП?

Большинство обывателей никогда не задумывается об окружающих их линиях электропередач. Чаще всего такое отношение обуславливается отсутствием практического использования этого знания в быту, однако в некоторых ситуациях такая осведомленность может обезопасить от поражения электрическим током и даже спасти жизнь. Поэтому далее мы рассмотрим, как определить напряжение ЛЭП посредством доступных вам факторов.

Классификация ВЛ

Специалисты в области электротехники прекрасно ориентируются не только в обслуживаемых электроустановках, но и в мерах безопасности, которые необходимо соблюдать при выполнении работ и нахождении в непосредственной близи от трасы ВЛ. Однако если вам чужды понятия электробезопасности в части эксплуатации электроустановок, то все попытки порыбачить под опорами ВЛ или произвести какие-либо погрузочно-разгрузочные работы в охранной зоне могут закончиться плачевно.

Именно для предотвращения поражения электрическим током все ваши действия должны производиться в безопасной зоне. Чтобы определить это пространство или зону ЛЭП, вы должны иметь хотя бы элементарные представления о существующих разновидностях.

Все ЛЭП можно разделить по нескольким категориям в зависимости от величины номинального напряжения:

В целях безопасности для каждого из типа линий предусмотрено расстояние вдоль воздушных ЛЭП, как на постоянной основе, так и при выполнении каких-либо работ. Эти величины регламентированы п.1.3.3 «Правил Охраны Труда При Работе В Электроустановках«, которые приведены в таблице ниже:

Таблица: допустимые расстояния до токоведущих частей, находящихся под напряжением

Виктор Коротун / Заметки Электрика

Определение напряжения ЛЭП

Разумеется, что кабельные линии электропередач в большинстве своем скрыты, да и находящиеся на открытом воздухе далеко не всегда можно различить визуально.

А вот воздушные линии можно определить по:

Поэтому далее рассмотрим систему определения величины напряжения ЛЭП по основным визуальным критериям.

По количеству проводов

В зависимости от числа проводов все ЛЭП подразделяются таким образом:

По внешнему виду опор

Помимо этого, многое можно сказать о напряжении в ЛЭП по виду установленных опор. Как указано в таблице выше, каждый номинал напряжения имеет допустимое минимальное безопасное расстояние. Поэтому, чем он больше, тем выше располагаются провода. Соответственно, габариты и конструкция опоры должна обеспечивать допустимые расстояния в стреле провеса.

Сегодня опоры подразделяются по материалу, из которого они изготовлены:

По конструктивному исполнению встречаются:

Внешнему виду и числу изоляторов

Чем выше напряжение в ЛЭП, тем большей электрической прочностью должны обладать изоляторы. Соответственно сопротивление электрическому току повышается за счет увеличения длины пути тока утечки, чем выше напряжение, тем больше сам изолятор, тем больше ребер расположено на рубашке, помимо этого ребра могут усиливаться несколькими кольцами. Еще одним приемом для повышения диэлектрической устойчивости ЛЭП по отношению к опоре является сборка из нескольких последовательно включенных изоляторов – гирлянда ВЛ.

Чем больше гирлянды изоляторов, тем выше разность потенциалов они могут выдержать, однако не стоит путать с параллельно собранными изоляторами, они предназначены для повышения надежности в местах прохода ЛЭП над дорогами, другими линиями, коммуникациями и сооружениями.

Фото примеры внешнего вида

Чтобы сопоставить изложенную выше информацию с ее практической реализацией следует разобрать особенности каждого класса напряжения. Для лучшего понимания, как неискушенному обывателю с первого взгляда определить величину напряжения в ЛЭП, рассмотрим наиболее распространенные примеры.

ВЛ-0.4 кВ

Это линии минимального напряжения, передающие питание к бытовым нагрузкам, опоры выполнены железобетонными или деревянными конструкциями. Изоляторы, как правило, штыревые из фарфора или стекла по одному на каждой консоли, число проводов 2 или 4, размеры охранной зоны составляют 10м.

ВЛ-0,4кВ

ВЛ-10 кВ

Эти линии не сильно отличаются от низкого напряжения, как правило, имеют 3 провода, также располагаются на железобетонных стойках, значительно реже на деревянных. Охранная зона для ЛЭП 6, 10кВ составляет также 10м, изоляторы немного больше, имеют более ярко выраженную юбку и ребра.

ВЛ-10кВ

ВЛ-35 кВ

Линии переменного тока на 35кВ устанавливаются на металлические или железобетонные конструкции, оснащаются крупными изоляторами штыревого или подвесного типа (гирлянда от 3 до 5 штук). Могут иметь разделение на несколько линий – три или шесть проводов на опоре, охранная зона составляет 15м.

ВЛ-35кВ

ВЛ-110 кВ

Конструкция опоры для ЛЭП 110кВ идентична предыдущей, но для подвешивания проводов применяется гирлянда из 6 – 9 изоляторов. Охранная зона составляет 20м.

ВЛ-110кВ

ВЛ-220 кВ

Для каждой фазы ЛЭП выделяется только один провод, но он значительно толще, чем при напряжении 110кВ, допустимое приближение не менее 25м. В гирлянде чаще всего 10 или 14 изоляторов, но в некоторых ситуациях встречаются конструкции из двух гирлянд по 20 единиц.

ВЛ-220кВ

ВЛ-330 кВ

ЛЭП с напряжением 330кВ для передачи допустимой мощности уже используют расщепление, поэтому в каждой фазе присутствует два провода. В гирлянде от 16 до 20 изоляторов, охранная зона составляет 30м.

ВЛ-330кВ

ВЛ-500 кВ

Такие ЛЭП сверхвысокого напряжения имеют расщепление на 3 провода для каждой фазы, в гирляндах устанавливается более 20 единиц. Охранная зона также 30м.

ВЛ-500кВ

ВЛ-750 кВ

Здесь применяются исключительно металлические опоры, в каждой фазе используется от 4 до 5 расщепленных жил в форме квадрата или пятиугольника. Изоляторов также более 20, а допустимое приближение ограничено территорией в 40 м.

ВЛ-750кВ

ВЛ-1150 кВ

Такая ЛЭП редко встречается, но в ее фазах расщепление состоит из 8 жил, расположенных по кругу. Гирлянды содержат около 50 изоляторов, а охранная зона составляет 55 м.

ВЛ-1150кВ

Источник

Тарельчатые изоляторы

Такой изолятор (рис.2.3.) состоит из изолирующей детали и арматуры. Изолирующая деталь, изготовленная из фарфора или закаленного стекла, выполняется в форме тарелки с выгнутой кверху средней частью, которая называется головкой изолятора.

Арматура состоит из чугунной шапки и стального стержня. Шапка закрепляется на головке изолятора так, чтобы между ними оставался зазор не менее 2мм, а стержень с помощью связывающего материала соединяется с изолирующей деталью. Связывающим материалом является портландцемент с песком в соот-

ношении 1:2. Температурные коэ- Рис.2.3. Подвесной изолятор

ффициенты расширения портлан- с конической головкой

дцемента и изолирующей детали примерно одинаковы. Поверхности шапки и стержня должны быть оцинкованы. Механическую нагрузку несет в основном головка изолятора и, главным образом, ее боковые части.

Внутренняя и внешняя поверхность изолирующей детали гладкая (у фарфоровых изоляторов глазурованная), с которой цементная замазка, выполненная в форме клина, не схватывается. Это обстоятельство обеспечивает возможность относительного перемещения головки и цементной заделки, что в свою очередь позволяет избежать возникновения опасных термических напряжений в головке изолятора при изменении температуры воздуха. Характе- Рис.2.4. Силы, действующие

ристики изолятора во многом определяю- на головку изолятора

тся его габаритными размерами H и D.

Изолятор в гирлянде находится под действием растягивающих нагрузок Р, приложенных к шапке изолятора и стержню (рис.2.4.).

Цементное тело конической формы, расположенное в гнезде головки, работает как клин, стремящийся расширить головку изолятора. Внешняя поверхность головки, имеющая форму конуса, также образует клин, который сжимается при вдавливании в цементную прослойку между шапкой и головкой. В результате изолирующая деталь в боковых стенках головки испытывает в основном напряжение сжатия.

Верхняя гладкая поверхность изолирующей детали (тарелки) наклонена под углом 5 – 10º к горизонтали для того, чтобы обеспечить стекание дождевой воды и загрязнений.

Край тарелки изогнут вниз и образует так называемую капельницу, не допускающую возникновения непрерывного потока воды с верхней поверхности изолятора на нижнюю. Нижняя поверхность тарелки сделана ребристой для увеличения длины утечки по поверхности и повышения мокроразрядного напряжения.

Указанные особенности конструкции тарельчатых изоляторов позволили создать их на большие разрушающие электромеханические нагрузки – от 70 до 400кН и более.

Как указывалось выше, тарельчатые изоляторы изготовляются из диэлектриков, обладающих необходимыми для эксплуатации на ВЛ электрическими и механическими характеристиками, достаточно стабильными при изменении климатических условий. Это – электротехнический фарфор и закаленное стекло.

В качестве сырья для фарфоровых изоляторов применяется высококачественная пластичная светлая глина (каолин), к которой добавляется кварцевый песок и пегматит. Фарфор, получаемый после сложного технологического процесса, представляет собой стекло с кристаллическим наполнителем, повышающим его механическую прочность. Диэлектрические потери в фарфоре зависят от характера и количественного соотношения кристаллической и стекловидной фаз. Современные высокопрочные изоляторы изготовляются из тонкодисперсного фарфора с увеличенным содержанием кварца и пониженным содержанием пегматита. В связи с этим увеличивается кристаллическая и уменьшается стекловидная фазы в фарфоре, в результате чего улучшаются его диэлектрические свойства. Поверхность фарфора покрывается ровным слоем гладкой и блестящей глазури. Характерной особенностью фарфора являются большие пределы прочности при сжатии. Однако фарфор недостаточно прочен при приложении изгибающих и растягивающих усилий.

В качестве сырья для изоляторов из закаленного стекла в тех или иных сочетаниях применяются мелкозернистый кварцевый песок, каолин или технический глинозём, синтетическая сода, поташ, известняк, доломит и др.

Изолятор, изготовленный из закаленного стекла, постоянно находится в механически напряженном состоянии. Действующие на изолятор напряжения взаимно уравновешиваются в течение всего срока его службы. В случае приложения к изолятору внешней механической растягивающей или изгибающей нагрузки разрушение может наступить только после компенсации сжимающих напряжений во внешних слоях. Появление в стекле трещин глубиной равной толщине наружного сжатого слоя приводит к нарушению равновесия и разрушению стеклодетали, которая рассыпается на мелкие куски, размеры которых зависят от степени закалки. В закаленном стекле также может возникнуть процесс саморазрушения в случае, если в стекломассе сохранятся мелкие камни, которые в местах их размещения создают напряжения, вызванные разной величиной коэффициента расширения дополнительных включений и основной массы стекла.

Линейные изоляторы изготовляются из щелочного стекла обычного промышленного состава с содержанием щелочных окислов до 12-16%, двущелочного стекла, по составу близкого к промышленному стеклу. Щелочное стекло имеет пониженные диэлектрические свойства, но хорошие технологические качества, позволяющие создавать малогабаритные изоляторы с развитой поверхностью; малощелочные и бесщелочные стекла не могут закаляться, поэтому для высоковольтных изоляторов они не применяются.

В двущелочном стекле часть окисла натрия заменена окислом калия. Применение в стекле двух щелочных окислов обеспечивает частичное проявление так называемого нейтрализационного эффекта, позволяющего сохранить высокую технологичность обычных щелочных стекол и одновременно значительно повысить их электроизоляционные свойства и характеристики по сравнению с однощелочными стеклами.

Изоляторы из закаленного стекла получают все большее распространение; производство фарфоровых изоляторов сокращается. Это направление технической политики объясняется следующим:

1. Весь технологический процесс изготовления изоляторов из закаленного стекла может быть полностью механизирован и автоматизирован. Кроме того, строительство заводов по производству стеклянных изоляторов требует значительно меньших затрат, чем фарфоровых. Поэтому стоимость стеклянных изоляторов при массовом производстве ниже, чем фарфоровых.

2. Запасы сырья для изготовления стекла в стране имеются в достаточном количестве.

3. Стеклянные изоляторы могут быть изготовлены на электромеханические нагрузки до 400кН и более, чего практически нельзя осуществить при использовании фарфора.

4. Прозрачность стекла позволяет легко обнаруживать при внешнем осмотре мелкие трещины и различного рода дефекты и повреждения.

5. Применение стеклянных изоляторов позволяет отказаться от проведения в процессе эксплуатации периодических профилактических испытаний гирлянд под напряжением. Это объясняется тем, что каждое повреждение закаленного стекла приводит к разрушению изолирующей тарелки, которое легко обнаружить визуально при очередном обходе ВЛ эксплуатационным персоналом. Во время разрушения тарелки происходит заклинивание осколков стекла между шапкой и стержнем, при этом механическая прочность остатка изолятора оказывается достаточной для того, чтобы предотвратить разрыв гирлянды.

6. Повышенная механическая прочность поверхностных слоев изоляторов из закаленного стекла препятствует возникновению трещин. Электрическая прочность стекла, как правило, сохраняется в течение всего срока эксплуатации, и процессы старения стекла происходят значительно медленнее, чем фарфора. Поэтому отбраковка стеклянных изоляторов, которая объясняется главным образом явлениями саморазрушения, происходит в течение первого года их эксплуатации, в то время как дефекты фарфоровых изоляторов начинают выявляться только после нескольких лет эксплуатации.

На рис.2.5. представлены эскизы некоторых подвесных линейных тарельчатых изоляторов, а в табл.2.3 – их характеристики.

Рис.2.5. Эскизы подвесных тарельчатых изоляторов

Характеристики линейных тарельчатых изоляторов

Примечание: В обозначениях типов изоляторов согласно ГОСТ 6490-83*Е буквы обозначают: П – подвесной; С – стеклянный; Ф – фарфоровый; Г – грязестойкий; К – конический; Д – двукрылый; В – с вытянутым ребром; С (второе) – сферический; А, Б, В и т.д. (в конце) – различные модификации (типоразмеры) данного типа изолятора. Цифры в обозначениях типов подвесных изоляторов показывают электромеханическую разрушающую нагрузку, кН, и в изоляторах старых типов (ж, з, м) – в тоннах.

Источник