1.4. Изоляторы воздушных линий
Изоляторы предназначены для изоляции находящихся под напряжением проводов ВЛ от конструктивных частей опоры. Изоляторы ВЛ работают в естественных климатических условиях и подвержены как электрическим, так и механическим воздействиям. Основными требованиями, предъявляемыми к изоляторам, являются: высокая электрическая и механическая прочность, экономичность и стойкость к воздействию внешней среды. Для изготовления изоляторов используются фарфор и закаленное стекло . Конструктивно изоляторы ВЛ изготавливаются двух основных типов: штыревые и подвесные. Штыревые изоляторы (рис 1.9,а) 16
применяются для ВЛ напряжением до 20 кВ и представляют собой монолитное тело 1 специальной формы с канавками для укладки провода и посадочным местом для металлического штыря или крюка 2. К штыревым изоляторам провода привязываются мягкой проволокой того же металла, что и сам провод. Для ВЛ напряжением 35 кВ и выше применяются подвесные изоляторы (рис. 1.9,б). Такой изолятор состоит из изолирующей части 1, шапки из ковкого чугуна 2, стального стержня 3. Шапка и стержень с изолирующей частью соединяются цементной связкой 4. В верхней части чугунной шапки имеется гнездо, совпадающее по форме с нижней головкой стального стержня. Эти элементы позволяют собирать подвесные изоляторы в гибкие гирлянды. Гирлянды изоляторов удобны при монтаже и эксплуатации в связи с несложной заменой поврежденного изолятора в гирлянде.
Рис. 1.9. Изоляторы воздушных линий электропередачи В буквенном обозначении изолятора указывается его тип (П — подвесной, Ш — штыревой), материал (С — стеклянный, Ф — фарфоровый). В цифровом обозначении изолятора указывается разрушающая механическая нагрузка. Например: ПФ-60 – изолятор подвесной, фарфоровый, с разрушающей механической нагрузкой 60 кН. На промежуточных опорах ВЛ гирлянды называются поддерживающими . Эти гирлянды работают в вертикальном положении, поддерживают провод, воспринимая собственный вес, вес провода и гололеда. На анкерных опорах гирлянды называются натяжными. Такие гирлянды работают практически в горизонтальном положении и воспринимают дополнительно тяжение провода. Натяжные гирлянды работают в более тяжелых условиях, чем поддерживающие. На
ответственных участках ВЛ для повышения надежности применяют сдвоенные гирлянды изоляторов. Количество изоляторов в гирлянде определяется, главным образом, напряжением ВЛ. Для ВЛ напряжением 500 кВ и выше масса изоляторов достигает 1. 2 т, что усложняет их монтаж, эксплуатацию и создает большие дополнительные нагрузки на опоры. Для ВЛ сверхвысоких напряжений разрабатываются синтетические полимерные изоляторы , масса которых на порядок меньше массы изоляторов из стекла или фарфора.
1.5. Арматура воздушных линий
Арматура ВЛ делится на сцепную, соединительную и защитную. Сцепная арматура служит для крепления проводов к гирляндам изоляторов и крепления гирлянд изоляторов к траверсам опор. Сцепная арматура изготовляется из оцинкованной стали. Номенклатура сцепной арматуры достаточно разнообразна. Основные ее элементы рассматриваются ниже. На ВЛ с гирляндами изоляторов провода укладываются в специальные зажимы . Зажимы, как и гирлянды, подразделяются на поддерживающие и натяжные . Поддерживающие глухие зажимы (рис. 1.10,а) обеспечивают жесткое крепление провода за счет нажимных плашек и U-образных болтов. Иногда применяются поддерживающие зажимы с ограниченной прочностью заделки провода. Такие зажимы при обрыве провода допускают его проскальзывание, уменьшая тем самым одностороннее тяжение провода на промежуточные опоры. На анкерных опорах применяются натяжные зажимы, воспринимающие полное тяжение провода. В этих зажимах провод крепится наглухо. Различают болтовые, прессуемые и клиновые натяжные зажимы. В болтовых зажимах крепление провода осуществляется с помощью нажимных плашек и U-образных болтов (рис. 1.10,б). Такие зажимы используются для проводов сечением до 500 мм 2 . В прессуемых зажимах опрессовывается часть зажима вокруг провода (рис. 1.10,в). Эти зажимы состоят из стального анкера 1, в котором по длине l 1 опрессовывается стальной сердечник провода, и алюминиевого корпуса 2, в котором по длине l 2 опрессовывается алюминиевая часть провода со стороны пролета, а по длине l – один конец соединительного шлейфа между двумя натяжными зажимами
анкерной опоры. Прессуемые зажимы используются для проводов сечением 300 мм 2 и более. Рис. 1.10. Поддерживающий зажим (а) и натяжные зажимы (б,в,г) Клиновые зажимы (рис. 1.10,г) используются для крепления проводов и стальных грозозащитных тросов. В этих зажимах провод или трос под действием тяжения заклинивается между телом зажима 1 и клином 2. На рис. 1.11,а приведена гирлянда изоляторов с основными элементами сцепной арматуры. К траверсе 1 крепится U-образная скоба 2 (рис. 1.11,б), на которую предварительно надевается серьга 3 (рис. 1.11,в). Нижний конец серьги вставляется в гнездо шапки верхнего изолятора 4. Со стержнем нижнего изолятора 5 соединяется ушко 6 (рис. 1.11,г), имеющее в верхней части специальное гнездо. Нижняя часть ушка, имеющая отверстие, соединяется с помощью стального пальца с зажимом 7, имеющим в верхней части отверстие такого же размера. Надежность соединений серьги с изолятором, ушка с изолятором и изоляторов между собой обеспечивается специальными замками. Соединение ушка с зажимом запирается шплинтом.
Рис. 1.11. Гирлянда изоляторов (а) и элементы сцепной арматуры (б,в,г) Соединительная арматура ВЛ предназначена для соединения отдельных кусков провода при его монтаже и эксплуатации. Сталеалюминиевые провода сечением до 185 мм 2 соединяются с помощью овальных соединителей , представляющих собой алюминиевую трубку овального сечения. В эту овальную трубку с разных сторон вставляются концы соединяемых проводов и с помощью специальных переносных клещей производится скручивание соединителя (рис. 1.12,а) или его обжатие (рис. 1.12,б). Скручивание соединителя применяется для проводов сечением до 95 мм 2 , обжатие — для проводов сечением до 185 мм 2 . Для повышения надежности соединения и обеспечения надежного электрического контакта короткие концы соединяемых проводов, выходящие из соединителя, сваривают с помощью термитной сварки (рис. 1.12,г). 20
| в) | г) |
| Рис. 1.12. Соединение проводов |
Сталеалюминиевые провода сечением 240 мм 2 и более соединяются с помощью прессуемых соединителей , состоящих из двух трубок — стальной и алюминиевой (рис. 1.12,в). С помощью стальной трубки 1 опрессовываются концы стальных сердечников соединяемых проводов, с помощью алюминиевой трубки 2, накладываемой поверх стальной, опрессовываются алюминиевые части соединяемых проводов. На анкерных опорах соединение шлейфов, идущих от натяжных зажимов, осуществляется с помощью термитной сварки, обеспечивающей надежный электрический контакт. З ащитная арматура ВЛ. В результате воздействия ветра на провод при определенных условиях возникают колебания провода с большой частотой (5. 60 Гц) и малой амплитудой (2. 3 см). Это явление называется вибрацией проводов. Вибрация приводит к периодическим изгибам провода в месте его крепления в зажиме и, как следствие, к излому отдельных проволок и обрыву провода. Для предотвращения опасных последствий вибрации применяют гасители вибрации , поглощающие энергию вибрирующих проводов. Гаситель вибрации показан на рис. 1.13,а и представляет собой два стальных груза 1, укрепленных на стальном тросике 2. Гаситель крепится к проводу болтовым зажимом 3. Устанавливаются гасители вибрации по обе стороны от гирлянды изоляторов на расстоянии 0,5. 1 м от гирлянды (рис. 1.13,б). На ВЛ напряжением 330 кВ и выше каждая фаза выполняется расщепленной, т.е. состоящей из нескольких проводов. Между проводами одной фазы устанавливают дистанционные распорки , предотвращающие схлестывание отдельных проводов фазы (рис. 1.13,в). 21
1.4. Изоляторы воздушных линий
Изоляторы предназначены для изоляции находящихся под напряжением проводов ВЛ от конструктивных частей опоры. Изоляторы ВЛ работают в естественных климатических условиях и подвержены как электрическим, так и механическим воздействиям. Основными требованиями, предъявляемыми к изоляторам, являются: высокая электрическая и механическая прочность, экономичность и стойкость к воздействию внешней среды. Для изготовления изоляторов используются фарфор и закаленное стекло . Конструктивно изоляторы ВЛ изготавливаются двух основных типов: штыревые и подвесные. Штыревые изоляторы (рис 1.9,а) 16
применяются для ВЛ напряжением до 20 кВ и представляют собой монолитное тело 1 специальной формы с канавками для укладки провода и посадочным местом для металлического штыря или крюка 2. К штыревым изоляторам провода привязываются мягкой проволокой того же металла, что и сам провод. Для ВЛ напряжением 35 кВ и выше применяются подвесные изоляторы (рис. 1.9,б). Такой изолятор состоит из изолирующей части 1, шапки из ковкого чугуна 2, стального стержня 3. Шапка и стержень с изолирующей частью соединяются цементной связкой 4. В верхней части чугунной шапки имеется гнездо, совпадающее по форме с нижней головкой стального стержня. Эти элементы позволяют собирать подвесные изоляторы в гибкие гирлянды. Гирлянды изоляторов удобны при монтаже и эксплуатации в связи с несложной заменой поврежденного изолятора в гирлянде.
Рис. 1.9. Изоляторы воздушных линий электропередачи В буквенном обозначении изолятора указывается его тип (П — подвесной, Ш — штыревой), материал (С — стеклянный, Ф — фарфоровый). В цифровом обозначении изолятора указывается разрушающая механическая нагрузка. Например: ПФ-60 – изолятор подвесной, фарфоровый, с разрушающей механической нагрузкой 60 кН. На промежуточных опорах ВЛ гирлянды называются поддерживающими . Эти гирлянды работают в вертикальном положении, поддерживают провод, воспринимая собственный вес, вес провода и гололеда. На анкерных опорах гирлянды называются натяжными. Такие гирлянды работают практически в горизонтальном положении и воспринимают дополнительно тяжение провода. Натяжные гирлянды работают в более тяжелых условиях, чем поддерживающие. На
ответственных участках ВЛ для повышения надежности применяют сдвоенные гирлянды изоляторов. Количество изоляторов в гирлянде определяется, главным образом, напряжением ВЛ. Для ВЛ напряжением 500 кВ и выше масса изоляторов достигает 1. 2 т, что усложняет их монтаж, эксплуатацию и создает большие дополнительные нагрузки на опоры. Для ВЛ сверхвысоких напряжений разрабатываются синтетические полимерные изоляторы , масса которых на порядок меньше массы изоляторов из стекла или фарфора.
1.5. Арматура воздушных линий
Арматура ВЛ делится на сцепную, соединительную и защитную. Сцепная арматура служит для крепления проводов к гирляндам изоляторов и крепления гирлянд изоляторов к траверсам опор. Сцепная арматура изготовляется из оцинкованной стали. Номенклатура сцепной арматуры достаточно разнообразна. Основные ее элементы рассматриваются ниже. На ВЛ с гирляндами изоляторов провода укладываются в специальные зажимы . Зажимы, как и гирлянды, подразделяются на поддерживающие и натяжные . Поддерживающие глухие зажимы (рис. 1.10,а) обеспечивают жесткое крепление провода за счет нажимных плашек и U-образных болтов. Иногда применяются поддерживающие зажимы с ограниченной прочностью заделки провода. Такие зажимы при обрыве провода допускают его проскальзывание, уменьшая тем самым одностороннее тяжение провода на промежуточные опоры. На анкерных опорах применяются натяжные зажимы, воспринимающие полное тяжение провода. В этих зажимах провод крепится наглухо. Различают болтовые, прессуемые и клиновые натяжные зажимы. В болтовых зажимах крепление провода осуществляется с помощью нажимных плашек и U-образных болтов (рис. 1.10,б). Такие зажимы используются для проводов сечением до 500 мм 2 . В прессуемых зажимах опрессовывается часть зажима вокруг провода (рис. 1.10,в). Эти зажимы состоят из стального анкера 1, в котором по длине l 1 опрессовывается стальной сердечник провода, и алюминиевого корпуса 2, в котором по длине l 2 опрессовывается алюминиевая часть провода со стороны пролета, а по длине l – один конец соединительного шлейфа между двумя натяжными зажимами
анкерной опоры. Прессуемые зажимы используются для проводов сечением 300 мм 2 и более. Рис. 1.10. Поддерживающий зажим (а) и натяжные зажимы (б,в,г) Клиновые зажимы (рис. 1.10,г) используются для крепления проводов и стальных грозозащитных тросов. В этих зажимах провод или трос под действием тяжения заклинивается между телом зажима 1 и клином 2. На рис. 1.11,а приведена гирлянда изоляторов с основными элементами сцепной арматуры. К траверсе 1 крепится U-образная скоба 2 (рис. 1.11,б), на которую предварительно надевается серьга 3 (рис. 1.11,в). Нижний конец серьги вставляется в гнездо шапки верхнего изолятора 4. Со стержнем нижнего изолятора 5 соединяется ушко 6 (рис. 1.11,г), имеющее в верхней части специальное гнездо. Нижняя часть ушка, имеющая отверстие, соединяется с помощью стального пальца с зажимом 7, имеющим в верхней части отверстие такого же размера. Надежность соединений серьги с изолятором, ушка с изолятором и изоляторов между собой обеспечивается специальными замками. Соединение ушка с зажимом запирается шплинтом.
Рис. 1.11. Гирлянда изоляторов (а) и элементы сцепной арматуры (б,в,г) Соединительная арматура ВЛ предназначена для соединения отдельных кусков провода при его монтаже и эксплуатации. Сталеалюминиевые провода сечением до 185 мм 2 соединяются с помощью овальных соединителей , представляющих собой алюминиевую трубку овального сечения. В эту овальную трубку с разных сторон вставляются концы соединяемых проводов и с помощью специальных переносных клещей производится скручивание соединителя (рис. 1.12,а) или его обжатие (рис. 1.12,б). Скручивание соединителя применяется для проводов сечением до 95 мм 2 , обжатие — для проводов сечением до 185 мм 2 . Для повышения надежности соединения и обеспечения надежного электрического контакта короткие концы соединяемых проводов, выходящие из соединителя, сваривают с помощью термитной сварки (рис. 1.12,г). 20
| в) | г) |
| Рис. 1.12. Соединение проводов |
Сталеалюминиевые провода сечением 240 мм 2 и более соединяются с помощью прессуемых соединителей , состоящих из двух трубок — стальной и алюминиевой (рис. 1.12,в). С помощью стальной трубки 1 опрессовываются концы стальных сердечников соединяемых проводов, с помощью алюминиевой трубки 2, накладываемой поверх стальной, опрессовываются алюминиевые части соединяемых проводов. На анкерных опорах соединение шлейфов, идущих от натяжных зажимов, осуществляется с помощью термитной сварки, обеспечивающей надежный электрический контакт. З ащитная арматура ВЛ. В результате воздействия ветра на провод при определенных условиях возникают колебания провода с большой частотой (5. 60 Гц) и малой амплитудой (2. 3 см). Это явление называется вибрацией проводов. Вибрация приводит к периодическим изгибам провода в месте его крепления в зажиме и, как следствие, к излому отдельных проволок и обрыву провода. Для предотвращения опасных последствий вибрации применяют гасители вибрации , поглощающие энергию вибрирующих проводов. Гаситель вибрации показан на рис. 1.13,а и представляет собой два стальных груза 1, укрепленных на стальном тросике 2. Гаситель крепится к проводу болтовым зажимом 3. Устанавливаются гасители вибрации по обе стороны от гирлянды изоляторов на расстоянии 0,5. 1 м от гирлянды (рис. 1.13,б). На ВЛ напряжением 330 кВ и выше каждая фаза выполняется расщепленной, т.е. состоящей из нескольких проводов. Между проводами одной фазы устанавливают дистанционные распорки , предотвращающие схлестывание отдельных проводов фазы (рис. 1.13,в). 21
2.3. Изоляторы и арматура воздушных линий
2.3.1. Изоляторы. Изоляторы ВЛ – это электроизоляционные конструкции из фарфора, закаленного стекла или кремнийорганического материала, которые предназначены для изоляции и крепления проводов на ВЛ и в распределительных устройствах электрических станций и подстанций.
На ВЛ 110 кВ и выше должны применяться подвесные изоляторы, допускается применение стержневых и опорно-стержневых изоляторов.
Штыревые изоляторы применяются на ВЛ до 1 кВ и на ВЛ 6–35 кВ (35 редко). В условном обозначении буквы обозначают Ш – штыревой, Ф(С) – фарфоровый (стеклянный), цифра номинальное напряжение, последняя буква исполнение изолятора.
Подвесной изолятор тарельчатого типа (см. рис. 2.5) наиболее распространен на ВЛ 35 кВ и выше. Подвесные изоляторы состоят из фарфоровой (стеклянной) изолирующей части и металлических деталей шапки, стержня, соединяемых с изолирующей частью посредством цементной связки.
Рис. 2.5.Подвесной изолятор тарельчатого типа
Для ВЛ в районах с загрязненной атмосферой разработаны конструкции изоляторов грязестойкого исполнения с повышенными разрядными характеристиками и увеличенной длиной пути утечки. В условном обозначении буквы обозначают П – подвесной, Ф(С) – фарфоровый (стеклянный), Г для грязных районов, цифра класс изолятора, последняя буква исполнение изолятора.
На ВЛ 35 кВ должны применяться подвесные или стержневые изоляторы. Допускается применение штыревых изоляторов. На ВЛ 20 кВ и ниже должны применяться:
- на промежуточных опорах – любые типы изоляторов;
- на опорах анкерного типа – подвесные изоляторы.
Выбор типа и материала (стекло, фарфор, полимерные материалы) изоляторов производится с учетом климатических условий (температуры и увлажнения) и условий загрязнения. На ВЛ 330 кВ и выше рекомендуется применять, как правило, стеклянные изоляторы; на ВЛ 35 – 220 кВ – стеклянные, полимерные и фарфоровые, преимущество должно отдаваться стеклянным или полимерным изоляторам. 2.3.2. Линейная арматура и средства повышения ее надежности. Линейная арматура, применяется для крепления проводов к изоляторам и изоляторов к опорам, делится на следующие виды: зажимы, применяемые для крепления проводов в гирляндах подвесных изоляторов; сцепную арматуру для подвески гирлянд на опорах и соединители для соединения проводов и тросов в пролете. Соединения проводов и тросов следует производить при помощи соединительных зажимов и сварки. На работу конструктивной части ВЛ оказывает воздействие механические нагрузки от собственного веса проводов и тросов, от гололедных образований на проводах, тросах и опорах, от давления ветра, а так же из-за изменения температуры воздуха. Из-за воздействия ветра возникает вибрация проводов (колебания с высокой частотой и незначительной амплитудой), а так же «пляска» проводов (колебания с малой частотой и большой амплитудой). Указанные выше механические нагрузки, вибрации и «пляска» проводов могут привести к обрыву проводов, поломке опор, либо сокращению изоляционных промежутков, что может привести к пробою или перекрытию изоляции. На повреждаемость ВЛ влияет и загрязнение воздуха. При расчете надежности электроснабжения электроприемников по ВЛ городских электрических сетей учитывают: климатический район, в котором расположена ВЛ (всего их 5), нормативную толщину стенок гололеда (по районам) и нормативную скорость напора ветра. Для предотвращения повреждения проводов ВЛ от вибрации в необходимых случаях применяют петлевые или типовые виброгасители [11]. Фирма ОРГРЭС в 1997 году разработала ограничители гололедообразования и колебаний, а также гасители «пляски», которые обеспечивают защиту проводов и грозозащитных тросов ВЛ 110–500 кВ от гололедноветровых нагрузок. Работа ограничителей как комплексных устройств обеспечивает защиту проводов и тросов от следующих явлений:
- сверхрасчетного гололеда – за счет увеличения жесткости провода на кручение путем установки грузов (маятниковых гасителей) на рычаге, что способствует образованию одностороннего гололеда, масса которого меньше, чем отложение изморози цилиндрической формы;
- «пляски» проводов – за счет неравномерной установки в пролете ограничителей, момент инерции которых (из-за удлиненных рычагов и массы грузов) в десятки раз превышает момент инерции провода с гололедом, в результате чего гололед в подпролетах откладывается разной формы и с разными аэродинамическими характеристиками;
- вибрации – за счет использования в конструкции ограничителей элементов гасителя вибрации (грузов, гибких элементов).
Для защиты одиночных проводов грозозащитных тросов от всех видов колебаний и гололеда предлагаются четыре типоразмера ограничителя (ОГК), показанного на рис. 2.6. Марки ограничителей, их число в пролете и места установки выбираются в зависимости от диаметра провода и длины пролета. Для защиты от «пляски» проводов с расщепленной фазой на два и более провода предлагаются три типоразмера гасителя «пляски» (ГПР) с грузами 2,4; 3,2 и 4,0 кг. Эти гасители устанавливают на плашки горизонтальных дистанционных распорок (рис. 2.7). Ограничение массы гололеда гасителями ГПР достигается за счет увеличения крутильной жесткости всей фазы и эксцентричного крепления гасителя к проводу, что приводит к уменьшению закручивания отдельных проводов фазы. 
Рис. 2.6.Общий вид ограничителя гололедообразования и колебаний типа ОГК, расположенного на проводе 
Рис 2.7.Общий вид гасителя «пляски» ГПР, расположенного на проводе Один из пассивных методов борьбы с «пляской» проводов – увеличение расстояния между ними или установка межфазовых изолирующих распорок, которые предотвращают сближение (схлестывание) проводов, удерживая их на расстоянии, принятом в проекте. Межфазовые распорки одновременно повышают жесткость провода. При увеличении жесткости проводов снижаются гололедные нагрузки, что очень важно для обеспечения надежности ВЛ. Появление полимерных изоляторов, в изделиях напряжением до 500 кВ, позволило довольно быстро расширить область их применения как средство борьбы с колебаниями при гололеде и ветре. В [12] приведено описание оригинальной конструкции для очистки проводов воздушных линий электропередач. 2.3.3. Анкерно-подвесная и соединительная арматура СИП.Кронштейны для анкерных зажимов. Кронштейны изготавливаются из неподверженного коррозии и воздействию погодных условий высокопрочного алюминиевого сплава методом литья с последующей термообработкой; сплав обладает повышенной устойчивостью к статическим и динамическим перегрузкам. Универсальная конструкция кронштейнов обеспечивает их быструю установку на опорах с помощью болтов или полосок из нержавеющей ленты (обычно поставляемой отдельно). Кронштейны типа BQC («поросячий хвост»), устанавливаются в сквозные отверстия на опорах и фасадах зданий. Различные модели кронштейнов могут использоваться для крепления, как только одного анкерного зажима (комплект анкерного крепления ЕАS), так и для использования их в двойных анкерных комплектах (EADS). Существуют также усиленные кронштейны, способные выдерживать нагрузку 2000 кг.(CS 10-2000; CS 3-2000). Анкерные зажимы для магистральных СИП, подвешиваемых на опорах. Указанные зажимы относятся к невозвратному автоматическому клиновому типу; они включают: пару устойчивых к атмосферным воздействиям и ультрафиолетовому излучению клиньев из термопластика, контактирующих с изоляцией несущего провода и обеспечивающих двойную изоляцию жилы провода; открытый корпус, в котором размещаются клинья. Корпус изготавливается из устойчивого к атмосферным воздействиям и ультрафиолетовому излучению термопластика или из неподверженного коррозии и влиянию погодных условий высокопрочного алюминиевого сплава с последующей термообработкой. Корпус имеет две анкерных точки, к которым крепятся концы гибкой строповой петли (трос из нержавеющей стальной проволоки), которую можно быстро ввести в паз кронштейна. В месте подвеса петлю удерживает муфта, уменьшающая так же ее износ из-за неизбежных колебаний, вызываемых ветром. Корпус анкерного клиновидного зажима фирмы изготавливается из алюминиевого сплава или из высокопрочного термосплава. Диапазон сечений изолированного несущего нулевого троса – от 54,6 до 70 мм 2 . Зажим PA 35–1000 обеспечивает фиксацию несущего троса сечением 25-35 мм 2 , при нагрузке до 1000 кг. Другие зажимы серии PA способны надежно удерживать трос сечением от 50 до 70 мм 2 , и от 80 до 95 мм 2 , причем нагрузка на несущий элемент варьируется от 1000 до 2200 кг. Для крепления неизолированного несущего троса – анкерный зажим РАМ, приспособленный для автоматического крепления провода. Размер сечений от 16 до 95 мм 2 , на каждое сечение требуются соответствующий зажим. Для натяжения самонесущего изолированного провода типа «АЛУС» (без несущего элемента) применяются зажимы, серии PS…PF которые фиксируют связку проводов механическим сжатием при помощи болтов с гайками – «барашками». Анкерные зажимы для распределительных СИП. Поскольку распределительные СИП изготавливаются лишь из 2-х или 4-х свитых изолированных алюминиевых проводов, и поскольку имеется лишь два их стандартных размера, для их монтажа применяются простой и легкий зажим; сам монтаж осуществляется очень быстро. Зажим состоит из петли, а так же клиньев и корпуса, которые изготавливаются из термопластика, устойчивого к ультрафиолетовому излучению. Анкерный ответвительный зажим PC 63 F 27 способен фиксировать 2 или 4 провода сечением от 6 до 35 мм 2 . 2.3.4. Классификация отказов линейной арматуры ВЛ. Анализ причин технологических нарушений в работе энергосистем позволяет классифицировать отказы ВЛ, в частности отказы, вызванные нарушением работоспособности линейной арматуры [13]. Основные причины отказов можно разделить на четыре группы: дефекты изготовления, сборки, ремонта и пр.; атмосферные явления, превышающие их расчетные значения; знакопеременные нагрузки на провод (вибрация, «пляска», большие температурные перепады); прочие посторонние воздействия. Данные о нарушении работоспособности линейной арматуры за последние годы приведены в табл. 2.3. Из табл. 2.3 видно, что основная причина нарушения работоспособности арматуры – дефекты изготовления, монтажа и ремонта, составляющие 50 % общего числа повреждений. Второе место занимают повреждения линейной арматуры от знакопеременной нагрузки – 33,4 %. С первой причиной необходимо бороться посредством повышения контроля при изготовлении, монтаже и эксплуатации линейной арматуры. Таблица 2.3 Нарушение работоспособности линейной арматуры
| Причина отказов | Число отказов / процент общего числа по годам | |||
| 1996 | 1997 | 1998 | 1999 | |
| Дефекты изготовления, ремонта, сборки | 27/50 | 21/43,8 | 42/58,3 | 35/47,9 |
| Атмосферные явления | 7/13 | 8/16,7 | 8/11,1 | 6/8,3 |
| Знакопеременные нагрузки | 18/33,3 | 19/39,5 | 22/30,6 | 22/30,1 |
| Прочие посторонние воздействия | 2/3,7 | -/- | -/- | 10/13,7 |
| Всего | 54/100 | 48/100 | 72/100 | 73/100 |
- знакопеременными нагрузками в целях проверки конструкции зажимов в динамическом режиме загружения с определением ее влияния на прочность провода (троса) (испытания проводятся в режиме вибрации или «пляски» проводов в условиях плоского изгиба в специальных пролетах) или на стендах;
- сцепной и соединительной арматуры пульсирующей продольной нагрузкой с параметрами, близкими к условиям реально ВЛ;
- защитной арматуры на усталость.
Какие типы изоляторов применяют для вл
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.
Характеристики изоляторов
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.
Конструкция
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 наружной проводке в домах. Обычно они белого цвета, но могут быть и других цветов. Такие 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 вытесняют керамику, в том числе и потому что меньше весят, а также в производстве дешевле.
Полимерные используются в помещении, на улице редко, в качестве исключения. Можно иногда увидеть опорные изоляторы из полимеров на ВЛ 10 кВ или других напряжений средней величины, но редко, или на неответственных линиях. Это обусловлено тем, что с течением времени и под действием УФ-излучений они стареют, внутренняя структура распадается и ухудшаются их электрические и механические характеристики.
Однако для оборудования, которое доступно для регулярного обслуживания и ремонта они применяются часто. Например, это могут быть опорные изоляторы шин в трансформаторных подстанциях и распределителях.
Типы по конструкции и назначению
По конструкции выделяют три основных разновидности изоляторов ВЛ:
- штыревые;
- подвесные линейные;
- опорные и 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.
Интересно: на ВЛ от 6 до 10 кВ используют одноэлементные изоляторы, а на 20-35 – из двух элементов.
Подвесные используются на высоковольтных воздушных линиях напряжением 35 кВ и больше. Они бывают двух типов поддерживающими (стержневыми) и натяжными.
Натяжные тарельчатые изоляторы работают на растяжение и удерживают линию на опоре, монтируются под углом. Конструктивно они выполнены в виде фарфоровой или стеклянной тарелки. В нижней части обычно выступает стержень с расширяющейся шляпкой. Сверху расположена металлическая крышка с отверстием специальной формы, такой чтобы в ней можно было закрепить нижний стержень. 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.
На промежуточных опорах устанавливают подвесные стержневые изоляторы. Они выполнены в виде опорного стержня, на его концах металлические части для крепления к опоре и проводам. 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.
Интересно: на ответственных участках и для повышения надежности монтажа ЛЭП могут использоваться сдвоенные гирлянды натяжных изоляторов.
Опорные и проходные изоляторы уже являются станционными, а не линейными. Этот вид так называется потому что используется внутри электростанций и трансформаторных подстанций. Изготовляются из полимеров 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 110 кВ. Бывают и другого типа – без токопровода внутри, просто диэлектрический полый цилиндр с отверстием, который надевается на кабель.
На это мы и заканчиваем нашу статью. Теперь вы знаете, какие бывают изоляторы для воздушных линий электропередач и где применяется каждый вариант исполнения!
Материалы по теме:
- Как установить электрический столб на участке
- Монтаж электропроводки в ретро-стиле
- Как изолировать провода
- Арматура для монтажа СИП кабеля
Опубликовано 21.07.2018 Обновлено 21.07.2018 Пользователем Александр (администратор)