Выбор изоляторов в зависимости от степени загрязненности атмосферы

Как показывает опыт эксплуатации, определяющим для выбора изоляторов является обеспечение надежной работы в условиях тумана, росы или моросящего дождя в сочетании с загрязнением поверхности изоляторов. Значение влагоразрядного напряжения изоляторов зависит от характеристик загрязняющего слоя: толщины и удельного сопротивления. При одинаковых загрязнениях оно пропорционально длине пути утечки изолятора L_y, представляющей собой наименьшее расстояние по поверхности изолирующей части между двумя электродами. Для составных изоляторов (гирлянд и колонок) – это сумма длин пути утечки отдельных изоляторов.

Разряд на отдельных участках изолятора может отрываться от поверхности и развиваться в воздухе. Кроме того, поверхности изоляторов загрязняются и увлажняются неравномерно. В результате этого влагоразрядные напряжения оказываются в условиях эксплуатации пропорциональными не L_y, а эффективной длине пути утечки

(1)

где К≥ 1 – поправочный коэффициент, называемый также коэффициентом эффективности изолятора.

Значения Копределяются экспериментально. При отсутствии опытных данных коэффициент эффективности для подвесных тарельчатых изоляторов может быть оценен по эмпирической формуле:

(2)

где D— диаметр тарелки изолятора.

Значения коэффициента Кдля подвесных изоляторов тарельчатого типа лежат в пределах 1,0…1,3.

Для внешней изоляции электрооборудования и опорных изоляторов открытых распределительных устройств значения Кприведены ниже.

L_у/H1,5…2,0 2,0…2,3 2,3…2,7 2,7…3,2 3,2…3,5

К 1,0 1,1 1,2 1,3 1,4

где Н – строительная длина изоляционной части конструкции.

В качестве характеристики надежности изоляторов при рабочем напряжении принята удельная эффективная длина пути утечки. Необходимо чтобы выполнялось неравенство

(3)

Удельная эффективная длина пути утечки нормируется в зависимости от степени загрязненности атмосферы и номинального напряжения установки. Нормированные значения λ_эф приведены в табл. 4. Значения λ_эф увеличиваются с ростом степени загрязненности. Для сетей 35 кВ, работающих с изолированной нейтралью, λ_эфимеют большие значения, чем для сетей 110 кВ и выше, поскольку такие сети могут продолжительное время работать при замыкании одной фазы на землю. При высотах 1000…2000 м над уровнем моря значения нормированной удельной длины пути утечки для гирлянд изоляторов должны быть увеличены на 5%, при высотах 2000…3000 м – на 10 % и при высотах 3000–4000 м – на 15 % по сравнению со значениями, указанными в табл. 4. Для внешней изоляции электрооборудования и опорной изоляции открытых распределительных устройств, расположенных на высотах до 2000 м, λ_эфпринимается в соответствии с табл. 4, а при высотах 2000…4000 м λ_эфберется для следующей степени загрязнения атмосферы.

Таблица 4. Нормированные значения удельной эффективной длины пути утечки по отношению к наибольшему рабочему фазному напряжению (высота до 1000 м)

* Кроме напряжения 750 кВ.

** Кроме напряжений 500 и 750 кВ.

Для надежной эксплуатации при рабочем напряжении геометрическая длина пути утечки изоляторов должна определяться как:

(4)

Применительно к гирляндам изоляторов условие (4) означает, что число изоляторов в гирлянде должно быть:

(5)

где L_y – геометрическая длина пути утечки одного изолятора; U_{наиб.раб} – наибольшее рабочее междуфазное напряжение.

Нормированная удельная эффективная длина пути утечки в загрязненных районах обеспечивается увеличением в гирлянде числа изоляторов обычного исполнения или, что бывает целесообразнее, применением специальных грязестойких изоляторов, обладающих достаточно развитой поверхностью (рис. 10). Если длина пути утечки у обычных изоляторов составляет 28…42 см, то у грязестойких – 40…57 см. Хорошие результаты дает также применение гладких длинностержневых изоляторов из полимерных материалов, однако они недостаточно надежны под дождем. Технические характеристики изолятора ПФГ 80-1 приведены в табл. 10.

Таблица 5. Технические характеристики подвесного изолятора ПФГ 80-1 изолятора.

Рис. 10. Подвесные изоляторы для районов с загрязненной атмосферой:

а – для натяжных гирлянд; б – для поддерживающих гирлянд.

Для опорных изоляционных конструкций также применяются грязестойкие изоляторы, а для вводов – удлиненные покрышки.