Выбор изоляторов

Тип изолятора выбирается по механической нагрузке с учетом коэффициента запаса прочности. Коэффициент запаса прочности представляет собой отношение разрушающей электромеханической нагрузки к нормативной нагрузке на изолятор. Согласно ПУЭ, коэффициенты запаса прочности в режиме наибольшей нагрузки должны быть не менее 2,7, а в режиме среднегодовой температуры – не менее 5,0.

В нормальных режимах поддерживающая гирлянда изоляторов воспринимает осевую нагрузку, состоящую из веса провода, гололеда и веса самой гирлянды. С учетом этого расчетные условия для выбора типа изоляторов в подвесной гирлянде имеют вид:

(6.1)

где – нагрузка на изолятор от веса провода, покрытого гололедом;

– нагрузка на изолятор от веса гирлянды;

– нагрузка на изолятор от веса провода;

– разрушающая электромеханическая нагрузка.

Нагрузки и можно рассчитать следующим образом:

, (6.2)

где - длина весового пролета (указывается в технических характеристиках опор);

F – общее фактическое сечение провода;

- удельная нагрузка от ветра и веса провода, покрытого гололедом;

- удельная нагрузка от собственного веса провода.

Поскольку до выбора типа изолятора вес гирлянды неизвестен, то в выражение (6.1) подставляются усредненные значения , известные из практики (см. таблицу 6.1).

Таблица 6.1

При выборе изоляторов натяжных гирлянд в условия (6.1) добавляется величина тяжения провода. Поэтому выбор типа изоляторов таких гирлянд производится по следующим формулам:

. (6.3)

После выбора типа изоляторов определяется их количество в гирлянде. Оно должно быть таким, чтобы обеспечить надежную работу ЛЭП в условиях тумана, росы или моросящего дождя в сочетании с загрязнением поверхности изоляторов. При одинаковых загрязнениях значение грязеразрядного напряжения гирлянды пропорционально длине пути утечки изолятора , представляющей собой наименьшее расстояние по поверхности изолирующей части между двумя электродами изолятора.

Поверхности изоляторов загрязняются и увлажняются неравномерно. В результате этого грязеразрядные напряжения оказываются пропорциональными не , а эффективной длине пути утечки:

, (6.4)

где - поправочный коэффициент (коэффициент эффективности изолятора). Значение для изоляторов тарельчатого типа можно приближенно определить по эмпирической формуле:

, (6.5)

где D – диаметр тарелки изолятора.

Эффективная длина пути утечки, обеспечивающая надежную эксплуатацию гирлянд изоляторов, зависит от многих факторов, в том числе и от интенсивности загрязнения атмосферы. Для проектирования воздушных ЛЭП установлена классификация местностей по степени загрязнения атмосферы и нормированы минимально допустимые удельные эффективные длины пути утечки , представляющие собой отношения эффективной длины пути утечки к наибольшему рабочему напряжению линии (см. таблицу 6.2):

,

где для ВЛ напряжением 35-220 кВ.

К районам с повышенным уровнем загрязнения атмосферы (степень III-VI) относятся районы вблизи промышленных центров, районы с засоленными почвами, прибрежные зоны морей и соленых озер.

Таблица 6.2 – Нормированные удельные эффективные длины пути утечки

Степень загрязненности атмосферы	, см/кВ (не менее)
Для ВЛ при номинальном напряжении, кВ
	110-220	330-750
I II III IV V VI	1,7 1,9 2,25 2,6 3,5 4,0	1,3 1,6 1,9 2,25 3,0 3,5	1,3 1,5 1,8 2,25 3,0 3,5

Для надежной эксплуатации при рабочем напряжении эффективная длина пути утечки изоляторов должна быть не ниже нормированного значения, т. е. должно выполняться условие:

или количество изоляторов в гирлянде должно составлять:

. (6.6)

В связи с возможностью выхода из строя отдельных изоляторов во время эксплуатации и относительно большой трудоемкостью их замены количество изоляторов определенное по формуле (6.6) увеличивается на один для ЛЭП напряжением 110-220 кВ и на два для ЛЭП напряжением 330 кВ и выше.

На промежуточных опорах ЛЭП напряжением до 110 кВ включительно крепление троса к опоре осуществляется без изолятора. На ЛЭП напряжением 220 кВ и выше трос крепится к опоре через подвесной изолятор, который шунтируется искровым промежутком. Тип изолятора для крепления троса выбирается по выражениям (3.1), в которых весом изоляторов пренебрегают ( = 0), а удельные нагрузки и сечения принимают для троса.