Будьте всегда в курсе!
Узнавайте о скидках и акциях первым
Электрические изоляторы - типы, назначение и применение
11 марта 2022
Электрические изоляторы - типы, краткая характеристика, применение.
Вы, наверное, замечали, что провода ЛЭП закреплены на опорах на гирляндах из фарфоровых или керамических тарелок. Эти тарелки называется изоляторами. Они несут как изолирующую, так и монтажную роль механического крепления. Изоляторы воздушных линий электропередач бывают разными, в зависимости от расположения, места применения и напряжения линии, которую они держат. В этой статье мы рассмотрим виды электрических изоляторов и их назначение.
Электрический изолятор – это изделие, предназначенное для крепления провода, кабеля или шины на несущей конструкции линии электропередач и предотвращения её пробоя на землю. Они бывают разных видов и изготавливаются из диэлектрических материалов – фарфора, стекла и полимеров.
Так как электрическое предназначение изоляторов – обеспечить изоляцию проводника от несущей конструкции, то основными характеристиками являются:
- Сухоразрядное напряжение – напряжение, при котором наступает искровой разряд по поверхности в сухом её состоянии при нормальных условиях окружающей среды.
- Мокроразрядное напряжение – то же самое, но под дождем, если его струи попадают на изолятор под углом в 45 градусов. Сила дождя при этом равна 5 мм/мин, удельное объемное сопротивление воды — 9500-10500 Ом*см (при 20°С). Так как вода проводит электрический ток – мокроразрядное напряжение всегда ниже сухоразрядного.
- Пробивное напряжение – напряжение, при котором наступает пробой тела изолятора между стержнем и шапкой (для подвесных изделий). Стержень и шапка при этом являются электродами.
Конструктивно все электрические изоляторы различаются способами крепления к несущей конструкции и крепления кабеля. Главной задачей этого изделия является предотвращение электрических разрядов, для этого они выполняются в виде тарелок или стержней с ребрами. Эти ребра нужны для того, чтобы разряд развивался под углом к силовым линиям поля. На рисунке ниже вы видите примеры типовых изделий разных форм и конструкций:
Различие по материалу исполнения
Чтобы рассмотреть классификацию видов и типов изоляторов нужно сначала разобраться, как их различают. Итак, в первую очередь они классифицируются по материалу изготовления:- Фарфоровые.
- Стеклянные.
- Полимерные.
Фарфоровые можно назвать классикой, такие применялись раньше даже при проводке в домах. Обычно они белого или коричневого цвета. можно увидеть на разных электроустановках. Достоинством является то, что они выдерживают большие нагрузки на сжатие, обладают хорошими диэлектрическими свойствами. Однако они бьются и ломаются. Отсюда возникает необходимость регулярной проверки их целостности, а часто для этого приходится отключать электроустановку и вытирать с них масло, пыль и другие загрязнения. Также проблемой является их большой вес.
Стеклянные, хоть и боятся ударов, но для контроля их целостности достаточно визуального осмотра, что можно провести и без отключения напряжения. В настоящее время в воздушных линиях электропередач, в качестве подвесных изоляторах они вытеснили керамические, в том числе и потому что меньше весят, а также в обслуживании и производстве дешевле.
В последние годы все больше применяются полимерные изоляторы, и все чаще можно увидеть подвесные и штыревые полимерные изоляторы на ВЛ 6-10кВ. Связано с тем, что у них есть ряд неоспоримых преимуществ:
- Устойчивость к механическим повреждениям. Полимерные изоляторы, в отличие от стеклянных, не бьются при транспортировке, падении с высоты или вандальных действиях
- Масса полимерного изолятора (как пример, ЛК-70/10 - 1000г, ЛК-70/20 - 1250г) значительно меньше, чем масса стеклянного (ПС-70Е х 2шт. = 7200г). Как следствие, сокращение транспортных затрат при доставке, и времени и трудоемкости при монтаже - не требуется собирать тяжелую гирлянду
- Стоимость натяжной подвески на изоляторах ЛК ниже на 50-60%, чем при использовании стеклянных изоляторов
Типы изоляторов по конструкции и назначению
По конструкции выделяют 4 основных разновидности изоляторов ВЛ:
- штыревые;
- подвесные (линейные);
- опорные
- проходные.
Штыревые относятся к линейным изоляторам. Используются в ЛЭП до 35 кВ. В том числе на линиях 0,4 кВ. Этот тип исполнения цельный, на нем есть канавка для закрепления провода и отверстия для установки на траверсы, крюки, штыри.
Подвесные используются на высоковольтных воздушных линиях напряжением 35 кВ и больше.
Они используются для двух основных типов подвесок:
1. Натяжная изолирующая подвеска
2. Поддерживающая изолирующая подвеска
Натяжные тарельчатые изоляторы работают на растяжение и удерживают линию на опоре, монтируются под углом. Таким образом, происходит унификация и вы можете набрать в гирлянду столько изоляторов, сколько нужно для достижения нужных номинальных напряжений пробоя. Такая гирлянда получается гибкой, она удерживает линии электропередач на опоре. Стандартное кол-во подвесных изоляторов в гирлянде при монтаже ВЛ 6-20кВ составляет 2 штуки.
На промежуточных опорах устанавливают такие же подвесные изоляторы типа ПС, ПСД, ПСВ, но они устанавливаются вертикально и провод ложится на них – это и есть основное отличие от предыдущих. Также они отличаются тем, что натяжные изоляторы выдерживают больший вес, поэтому могут использоваться на опорах, расположенных дальше друг от друга.
Опорные и проходные изоляторы уже являются станционными, а не линейными. Этот вид так называется, потому что используется внутри электростанций и на трансформаторных подстанциях. Изготовляются из полимера или фарфора. Опорные используют для крепления токопроводящих шин к заземленным конструкциям, например, корпусу трансформаторов или внутри вводных и распределительных электрощитов.
Маркировка изоляторов всех разновидностей подобная, обычно она содержит сведения о типе изделия и номинального напряжения линии, например:
Для того чтобы провести кабель или шину через стену используются проходные изоляторы. Эта разновидность изделий с полым телом, в котором расположена токоведущая часть. Для повышения изолирующих свойств может иметь дополнительно масляный барьер или маслобумажную прокладку. Такой тип изоляторов позволяет прокладывать линию до 35 кВ. Бывают и другого типа – без токопровода внутри, просто диэлектрический полый цилиндр с отверстием, который надевается на кабель.