Механическая прочность фарфоровых стержневых изоляторов меньше, чем у тарельчатых, поскольку фарфор в стержневых изоляторах работает на растяжение, а иногда и на изгиб, а в тарельчатых – на сжатие внутри чугунной шапки изолятора.
Несущей конструкцией полимерного изолятора обычно является стеклопластиковый стержень, имеющий слабую дугостойкость. Этот стержень закрывают ребристым чехлом из кремнийорганической резины или фторопласта, которые обладают отталкивающими свойствами к влаге и загрязнениям.
Штыревые изоляторы крепятся на опоре с помощью металлического штыря или крюка (рис. 3). Из-за большого изгибающего усилия на такой изолятор применяют штыревые изоляторы на напряжения не выше 35 кВ.
На контактной сети электрифицированной железной дороги используется большое количество разновидностей изоляторов. По месту установки изолятора и по конструкции можно выделить шесть подгрупп изоляторов:
· подвесные изоляторы, которых больше всего;
· фиксаторные изоляторы, используемые для изоляции фиксаторных узлов;
· консольные изоляторы, которые используют в изолированных консолях и которые могут быть тех же марок, что и фиксаторные;
· секционирующие изоляторы – особый вид изоляторов, используемых в конструкциях секционных изоляторов (секционные изоляторы, собственно, изоляторами уже не являются, это сборные конструкции для секционирования контактной сети);
· штыревые изоляторы, используемые для крепления проводов линий продольного электроснабжения, располагаемых на опорах контактной сети;
· опорные изоляторы, используемые в мачтовых разъединителях.
В табл. 3 приведены характеристики нескольких распространенных видов изоляторов.
Таблица 3
Основные характеристики некоторых типов изоляторов
|
Тип |
Hc, мм |
D, мм |
lут, мм |
Uсхр, кВ |
Uмкр, кВ |
Разрушающая сила, кН |
||
|
растяж. |
сжатие |
изгиб |
||||||
|
Стержневые фарфоровые |
||||||||
|
VKL-60/7 |
544 |
120 |
- |
140 |
100 |
80 |
- |
2 |
|
ИКСУ-27.5 |
565 |
195 |
- |
140 |
110 |
60 |
- |
5.2 |
|
Штыревые фарфоровые |
||||||||
|
ШФ-10А |
105 |
140 |
215 |
60 |
34 |
- |
- |
14 |
|
ШФ-10Г |
140 |
146 |
265 |
100 |
42 |
- |
- |
12.5 |
|
Штыревые стеклянные |
||||||||
|
ШС-10А |
110 |
150 |
210 |
60 |
34 |
- |
- |
14 |
|
Полимерные ребристые из кремнийорганической резины |
||||||||
|
НСК-120/27.5 |
350 |
115 |
950 |
140 |
100 |
120 |
- |
- |
|
ФСК-70/0.9 |
540 |
150 |
950 |
140 |
100 |
70 |
- |
4 |
|
ОСК-70/0.9 |
440 |
150 |
950 |
140 |
100 |
70 |
200 |
5 |
|
Стеклопластиковый стержень, покрытый фторопластовой защитной трубкой |
||||||||
|
НСФт-120/1.2 |
1514 |
14 |
1200 |
- |
215 |
90 |
- |
- |
|
Тарельчатые фарфоровые |
||||||||
|
ПФ-70А |
146 |
255 |
303 |
70 |
40 |
70 |
- |
- |
|
ПФГ-60Б |
125 |
270 |
375 |
70 |
40 |
60 |
- |
- |
|
Тарельчатые стеклянные |
||||||||
|
ПС-70Д |
146 |
255 |
303 |
- |
40 |
70 |
- |
- |
В качестве станционных изоляторов используются опорные изоляторы, в основном стержневого типа, проходные изоляторы разных типов и подвесные изоляторы (гирлянды тарельчатых изоляторов).
2. Распределение напряжения вдоль гирлянды изоляторов
Гирлянда изоляторов, составленная из подвесных тарельчатых изоляторов, является одной из наиболее часто встречающихся видов изоляции проводов воздушных линий и контактной сети. Напряжение, приложенное к гирлянде изоляторов, распределяется неравномерно, и на разные изоляторы приходятся разные доли напряжений, что снижает напряжение начала короны и напряжение перекрытия гирлянды. В наиболее неблагоприятной ситуации оказывается изолятор, ближайший к проводу.
Основной причиной неодинаковых напряжений на изоляторах можно считать наличие паразитных емкостей металлических частей изоляторов по отношению к земле (рис. 4). В гирлянде можно различить три вида емкостей: собственные емкости изоляторов C0, емкости металлических частей по отношению к земле C1 и емкости по отношению к проводу C2. Порядок величин емкостей примерно таков: C050 пФ, C15 пФ, C20.5 пФ.
В первом приближении емкостью изоляторов по отношению к проводу можно пренебречь, и тогда схема замещения гирлянды сухих изоляторов выглядит как на рис. 4,б. При переменном напряжении по емкостным элементам протекает емкостный ток, и ток первого снизу изолятора разветвляется на ток емкостного элемента по отношению к земле и ток оставшейся части гирлянды. Через второй снизу изолятор течет емкостный ток меньшей величины, и падение напряжения максимально на нижнем, ближайшем к проводу изоляторе, который находится в наихудших условиях. При числе изоляторов больше трех-четырех минимальное напряжение приходится, однако, не на самый верхний изолятор. Наличие емкостей C2 приводит к некоторому выравниванию неравномерности падений напряжения и минимальное напряжение оказывается на втором-третьем (или далее, в зависимости от числа изоляторов в гирлянде) изоляторе сверху. На рис. 5 показано распределение напряжения на гирлянде из 22 изоляторов линии 500 кВ; на один изолятор приходится от 9 до 29 кВ при среднем значении 13 кВ.
Рис. 5. Доля напряжения на изоляторах в гирлянде из 22 изоляторов
Для выравнивания напряжения по изоляторам гирлянды применяют экраны в виде тороидов, овалов, восьмерок, закрепляемых снизу гирлянды; на линиях с расщепленными фазами утапливают ближайшие изоляторы между проводами расщепленной фазы; расщепляют гирлянду около провода на две. Все эти меры выравнивают распределение напряжения из-за увеличения емкости C2.
Заключение
Среди изоляторов по расположению токоведущей части различают опорные, проходные и подвесные изоляторы, по конструктивному исполнению различают тарельчатые, стержневые и штыревые изоляторы, а по месту установки различают линейные и станционные изоляторы.
К основным характеристикам изоляторов относят номинальное напряжение, разрядные напряжения, геометрические параметры и механические характеристики.
На контактной сети используются подвесные изоляторы, фиксаторные изоляторы, консольные изоляторы, секционирующие изоляторы, штыревые изоляторы и опорные изоляторы.
Напряжение, приложенное к гирлянде изоляторов, распределяется неравномерно, и наибольшее напряжение оказывается на изоляторе, ближайшем к проводу.
Список литературы
1. Техника высоких напряжений: Учебное пособие для вузов. И.М.Богатенков, Г.М.Иманов, В.Е.Кизеветтер и др.; Под ред. Г.С.Кучинского. – СПб: изд. ПЭИПК, 1998. – 700 с.
2. Радченко В.Д. Техника высоких напряжений устройств электрической тяги. М.: Транспорт, 1975. – 360 с.
3. Техника высоких напряжений /Под ред.М.В.Костенко. М.: Высш. школа, 1973. – 528 с.
4. Правила устройства электроустановок. М.: Энергоатомиздат, 2002.
Страницы: 1, 2
