ПОДВЕСНЫЕ ИЗОЛЯТОРЫ

Штыревые изоляторы. Наиболее широко применяемый на линиях с напряжением 6 кВ фарфоровый изолятор типа ШФ6 показан на рис. 6.1,а. Аналогичную конструкцию имеют фарфоровый (ШФ10) и стеклянный (ШС10) изоляторы на 10 кВ. Провод крепится на верхней или боковой бороздке изолятора с помощьюпроволочной вязки или специальных зажимов. Сам изолятор навертывается на металлический штырь или крюк, закрепленный на опоре. Гнездо с резьбой для ввертывания штыря или крюка углублено в тело изолятора настолько, что верхняя часть штыря или крюка оказывается на уровне шейки изолятора. Этим достигается уменьшением изгибающего момента, действующего на тело изолятора.

Изоляторы типа ШФ20 на напряжение 20 кВ и ШФ35 на напряжение 35 кВ (рис. 6.1,б) в целях получения необходимых электрической и механической прочностей выполняются из двух фарфоровых частей, склеиваемых цементным раствором.

Подвесные изоляторы тарельчатого типа. На линиях 35 кВ и более высокого напряжения применяются преимущественно подвесные изоляторы тарельчатого типа. Путем последовательного соединения таких изоляторов можно получить гирлянды на любое номинальное напряжение; Применение на линиях разного класса напряжения гирлянд из изоляторов одного и того же типа значительно упрощает организацию их массового производства и эксплуатацию.

Как уже отмечалось, из-за шарнирного соединения изоляторы в гирлянде работают только на растяжение. Однако сами изоляторы сконструированы так, что внешнее растягивающее усилие вызывает в изоляционном теле в основном напряжения сжатия и среза. Тем самым используется весьма высокая прочность фарфора и стекла на сжатие.

Соединение изоляторов в гирлянду осуществляется путем введения утолщенной головки стержня в специальное ушко на шапке другого изолятора и закрепления его замком. Длина стержня делается минимальной, но достаточной для удобной сборки гирлянды.

Механическую нагрузку несут в основном головка изолятора и, прежде всего ее боковые опорные части. Поэтому конструкции тарельчатых изоляторов различаются в первую очередь формой головки.

На рис. 6.2,а показан изолятор с конической головкой. При приложении к такому изолятору растягивающей нагрузки, направленной вдоль оси изолятора, 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 фарфор в боковых стенках головки испытывает в основном напряжение сжатия.

Коэффициент температурного расширения у цемента выше, чем у фарфора. Поэтому, чтобы при изменениях температуры в головке не возникали опасные механические напряжения, предусмотрена возможность некоторого перемещения фарфора относительно цемента. С этой целью наружные и внутренние поверхности головки выполняются гладкими, глазурованными и с ними цемент не схватывается. Кроме того, для уменьшения силы трения между соприкасающимися поверхностями угол конусности головки делается достаточно большим (не менее 10—13°).

Недостатком изоляторов с конической головкой являются относительно большие размеры шапки, что неблагоприятно сказывается на разрядных характеристиках гирлянд. Помимо этого, так называемая обратная конусность головки не позволяет изготовлять изоляторы высокопроизводительным методом штамповки.

Несколько меньше размеры шапки у изоляторов с цилиндрическойголовкой (рис. 6.2,б). Точнее, головка у этих изоляторов имеет небольшую прямую конусность, облегчающую процесс штамповки изоляционного тела. Для прочного закрепления шапки боковые поверхности головки покрывают фарфоровой крошкой, которая при обжиге прочно спекается с фарфором. Компенсация температурных деформаций и устранение механических напряжений, обусловленных различием коэффициентов температурного расширения фарфора и цемента, достигаются путем покрытия поверхности головки битумным составом. Размеры и форма фарфоровой тарелки у изоляторов с конической и цилиндрической головками одинаковы. Верхняя гладкая поверхность тарелки наклонена под углом 5—10° к горизонтали для того, чтобы обеспечить стекание дождевой воды.

Край тарелки изогнут вниз, и образует так называемую капельницу, не допускающую возникновение непрерывного потока воды с верхней поверхности изолятора на нижнюю. Нижняя поверхность тарелки сделана ребристой для увеличения длины утечки по поверхности и повышения мокроразрядного напряжения. Изоляторы, предназначенные для работы в загрязненных районах, имеют существенно более сложную форму (рис. 6.3).

Важное достоинство изоляторов тарельчатого типа состоит в том, что при повреждении изоляционного тела, например в случае пробоя под шапкой, механическая прочность изолятора и, следовательно, всей гирлянды не нарушается. Благодаря этому пробой изолятора в гирлянде не приводит к падению провода на землю.

Проверка механической прочности тарельчатых изоляторов проводится при плавном увеличении механической нагрузки и одновременном воздействии напряжения, составляющего 75—80% сухоразрядного. При этом механические повреждения изоляционного тела под шапкой обнаруживаются по электрическому пробою. Величина механической нагрузки, повреждающей изолятор при таком испытании, называется электромеханической прочностью изолятора. Эта характеристика указывается в обозначении изолятора. Например, ПФ 6 — подвесной фарфоровый с электромеханической прочностью 60 кН; ПС16 —подвесной стеклянный на 160 кН; ПСГ-22 — подвесной стеклянный для районов с загрязненной атмосферой на 220 кН. Подвесные изоляторы тарельчатого типа выпускаются с электромеханической прочностью от 60 от 400 кН.

Подвесные стержневые изоляторы представляют собой фарфоровый стержень с ребрами, армированный на концах двумя металлическими шапками при помощи цементного раствора (рис. 6.4). Для прочного соединения шапок с фарфором концы стержня, а также внутренние опорные поверхности шапок имеют коническую форму.

Диаметр фарфорового стержня выбирается в зависимости от требуемой механической прочности с учетом того, что фарфор при таких толщинах имеет прочность на растяжение 1300—1400 Н/см² .

Применение стержневых изоляторов дает значительную экономию металла за счет уменьшения числа шапок, уменьшение массы и, главное, длины изоляционной конструкции, на которой крепится провод. Недостатками изоляторов этого типа являются возможность их полного разрушения и падения провода на землю или заземленные конструкции. Ограничивает их применение также сравнительно невысокая механическая прочность.

изоляторы весьма перспективны для районов с загрязненной атмосферой. Изолятор с винтообразными ребрами (рис. 6.4,б) хорошо очищается струей дождевой воды, стекающей по желобу, который образует ребро.

Рекомендуемые ПУЭ числа изоляторов в гирляндах для линий и РУ разных классов напряжения с изоляцией нормального исполнения приведены в табл. 6.1.

Таблица 6.1

Число изоляторов в гирляндах воздушных линийи РУ

•

Таблица 6.2

Изоляторы проходные и вводные

Окончание таб. 6.2

Таблица 6.3

Изоляторы опорные

Продолжение табл. 6.3

Окончание табл. 6.3

Примечание: обозначение типа изолятора: И – изолятор; О – опорный; Ф – фарфоровый; Н – наружной установки; С – стержневой; Ш – штыревой; Р – с ребристой наружной поверхностью, К – колонковый; ВП – с внутренней полостью; П(после цифры) – группа изоляции по длине усечки тока; с – для районов с сухими загрязнениями; Т – тропическое исполнение; У – усиленный или(если буква У стоит перед цифрой 1) для районов с умеренным климатом; ХЛ – для районов с холодным климатом; кв. – с нижним квадратным фланцем; число после первой чёрточки класс напряжения, кВ; число после второй чёрточки – минимальное разрушающее усилие при статическом изгибе, кгс; I и II промышленный вариант исполнения; 1 и 3 (в конце обозначения) – для работы соответственно на открытом воздухе или в закрытых помещениях с искусственной вентиляцией.

Таблица 6.4

ИЗОЛЯТОРЫ СТЕРЖНЕВЫЕ ПОЛИМЕРНЫЕ ОПОРНЫЕ

Окончание табл. 6.4

Таблица 6.5

Основные характеристики проводов

Таблица 6.6

Основные характеристики медных и алюминиевых шин прямоугольного сечения

*Соответствует горизонтальной прокладке шин при расположении большей грани полосы в вертикальной плоскости. При горизонтальной прокладке шин и расположении большей грани полосы в горизонтальной плоскости допустимый ток следует уменьшать на 5% для полос шириной до 60мм включительно и на 8% для полос большей ширины.

Таблица 6.7

Основные характеристики медных, алюминиевых и стальных сплошных и трубчатых окрашенных шин круглого сечения

Примечание. В скобках – допустимый ток для трубы с продольным размером.