У вас большие запросы!
Точнее, от вашего браузера их поступает слишком много, и сервер VK забил тревогу.
Эта страница была загружена по HTTP, вместо безопасного HTTPS, а значит телепортации обратно не будет.
Обратитесь в поддержку сервиса.
Вы отключили сохранение Cookies, а они нужны, чтобы решить проблему.
Почему-то страница не получила всех данных, а без них она не работает.
Обратитесь в поддержку сервиса.
Вы вернётесь на предыдущую страницу через 5 секунд.
Вернуться назад
У вас большие запросы!
Точнее, от вашего браузера их поступает слишком много, и сервер VK забил тревогу.
Эта страница была загружена по HTTP, вместо безопасного HTTPS, а значит телепортации обратно не будет.
Обратитесь в поддержку сервиса.
Вы отключили сохранение Cookies, а они нужны, чтобы решить проблему.
Почему-то страница не получила всех данных, а без них она не работает.
Обратитесь в поддержку сервиса.
Вы вернётесь на предыдущую страницу через 5 секунд.
Вернуться назад
Изоляторы ЛЭП: для чего нужны и как узнать напряжение?
Для монтажа воздушных линий электроснабжения используют бетонные или стальные опоры с диэлектрическими подвесами для кабелей. Анализ конфигурации и габаритов изоляторов позволяет определить напряжение в цепи. Дополнительные сведения можно получить путем расшифровки данных, нанесенных на бетонные столбы или указанных на информационных табличках на опорах.
Назначение и конструкция изоляторов
Для изготовления элементов используют фарфор, стекло или полимерные материалы, отличающиеся стойкостью к внешним факторам. Изоляторы обеспечивают фиксацию кабеля линии ЛЭП в заданном положении и не допускают передачи тока на столб или опору с дальнейшим стеканием в землю.
Благодаря подвесам провод находится на безопасном расстоянии от грунта. В случае провисания возможен пробой воздушного промежутка в момент прохождения человека или движения транспорта.
Классификация изоляторов для ЛЭП по назначению:
Опорные (подразделяются на штыревые и стержневые, отличающиеся по методу крепления). Наиболее распространены изделия штыревого вида, предназначенные для установки на стальной монтажный крюк на опоре. Конструкция зависит от напряжения в линии электропитания. В ЛЭП до 10 кВ используют монолитные изоляторы, в случае повышения напряжения до 20 кВ и более применяют секционные узлы, склеенные из нескольких деталей. Есть разновидности для установки внутри домов или на открытом воздухе.
Подвесные (существуют тарельчатые и стержневые подтипы). Изделия состоят из диэлектрической секции, выполненной из стекла или фарфора, металлического колпака (шапки) с отверстием для подвески и стального стержня. Детали соединены между собой с помощью цементного раствора, не разрушающегося под воздействием внешних погодных факторов.
Проходные, предназначенные для изоляции проводки при прохождении через стены домов или корпуса распределительных щитов. Устройство отличается простотой: внутри полого фарфорового элемента установлена металлическая пластина, для крепления имеется фланец. Изделия подразделяются на изоляторы для внутреннего и уличного монтажа. Те из них, что предназначены для использования на открытом воздухе, отличаются повышенной прочностью корпуса.
Изделия также принято разделять на группы по способу крепления и вольтажу:
штыревые, рассчитанные на установку на металлические направляющие и используемые в ЛЭП напряжением до 35 кВ;
подвесные, устанавливаемые в виде гирлянд на специальной арматуре и применяемые в ЛЭП при напряжении более 35 кВ;
линейные с креплением к траверсам на болтах, выдерживающие вольтаж до 154 кВ, но чаще используемые в линиях на 6 или 10 кВ.
Технологический процесс изготовления изолятора из электротехнического фарфора предусматривает заливку заготовки глазурью с последующей термической обработкой.
Стекло позволяет снизить вес изделия и увеличить срок службы. Встречаются изоляторы из полимеров, рассчитанные на использование в распределительных устройствах подстанций. Независимо от материала, изделия поделены на классы по вольтажу (от 1 до 1150 кВ), что соответствует стандартному напряжению в ЛЭП. Информация о характеристиках изолятора кодируется в заводском обозначении.
Определение напряжения по внешнему виду изоляторов
Перед тем как определить напряжение в линии электроснабжения, необходимо осмотреть опору на предмет идентификационной маркировки. Если информация отсутствует, оценить высоту несущей конструкции и внешний облик диэлектрических подвесов. Например, если изоляторы соединены в гирлянды, то число элементов в цепочке позволяет быстро определить напряжение. Понять, какое напряжение в ЛЭП, можно, анализируя внешний вид изоляторов для крепления проводов и учитывая, сколько элементов использовано в гирляндах:
Линии напряжением 380 В или 0,4 кВ устанавливают в населенных пунктах. Они обеспечивают распределение электроэнергии от трансформаторной подстанции. Их оснащают бетонными столбами с квадратным сечением, изоляторами штыревого типа, выполненными из белого фарфора или стекла. Изредка встречаются бревенчатые конструкции, закрепленные на закопанных в грунт стальных швеллерах или отрезках рельса. Количество проводов в линии зависит от числа фаз и ветвей электроснабжения.
Магистральные трассы напряжением 6 или 10 кВ используют для подвода питания к подстанциям. Внешне они отличаются массивным каркасом со штырями для крупных фарфоровых или стеклянных изоляторов, закрепленных на бетонном столбе. В состав линии всегда входят 3 кабеля, расположенных на расстоянии не менее 600 мм от элементов конструкции, проводящих ток. Вдоль ЛЭП размещают знаки, указывающие на наличие охранной зоны шириной 10 м. Иногда встречаются комбинированные трассы с кабелями, рассчитанными на 0,4 и 10 кВ.
Для ЛЭП напряжением 35 кВ используют стальные или железобетонные мачты, для подвеса кабелей применяют подвесные гирлянды из 3–5 изоляторов. Охранная зона увеличивается до 15 м, а воздушный промежуток между проводами и металлическими конструкциями составляет не менее 600 мм. ЛЭП состоит из 1 или нескольких ветвей, каждая из которых включает 3 кабеля.
Для магистралей напряжением 110 кВ используют гирлянды из 6–7 изоляторов подвесного типа. Кабели разводят на расстояние не менее 1 м от деталей, проводящих ток. На стальных или бетонных опорах ставят предупредительные таблички с указанием ширины охранной зоны (по нормативам безопасности, 20 м). При повышении напряжения до 150 кВ в состав гирлянды вводят 1–2 дополнительных изолятора и обеспечивают воздушный зазор между проводами от 1,5 м.
Дальнейшее наращивание вольтажа приводит к необходимости расщеплять фазы и увеличивать количество проводов в линии. Однако встречаются ЛЭП на 220–330 кВ с монолитными кабелями, закрепленными на гирляндах из 11–14 изоляторов. Провода отводят на расстояние не менее 3,5 м от металлических штанг, при нарушении правила возможен пробой воздушного промежутка. Для защиты людей и техники от поражения током предусматривают защитную зону шириной 30 м.
При расщеплении фаз на подвесах крепят пучки проводов, разделенных специальными втулками. Например, если в каждой фазной магистрали используется 2–3 кабеля, а количество изоляторов от 18 до 20 шт., то напряжение в воздушной линии составляет не менее 500 кВ. Увеличение проводов в пучке до 5 шт. при одновременном наращивании длины гирлянды указывает на вольтаж от 500 до 750 кВ. Для монтажа ЛЭП используют стальные решетчатые опоры с увеличенной высотой, обеспечивающей безопасное расстояние от проводов до грунта.
На территории России и сопредельных государств существует много разновидностей ЛЭП, отличающихся по количеству проводов, высоте и конструкции опор и напряжению. Рекордсменом является магистраль от Экибастуза к Кокшетау (Казахстан), имеющая протяженность 432 км. Расчетное напряжение составляет 1150 кВ, реализована концепция расщепления фаз по 8 кабелям. На март 2022 г. рабочее напряжение на проводах составляет 500 кВ. Для подвеса кабелей использованы крупногабаритные стеклянные изоляторы с металлической шапкой моделей ПСК-300А и ПС-400А.
Заключение
Точно определить вольтаж по количеству и конфигурации изоляторов невозможно. Перед проведением строительных работ вблизи ЛЭП необходимо получить согласование в местной сбытовой компании.
Категорически запрещается подключать оборудование к проводам с помощью наброшенных крюков с приделанными кабелями. Нарушение правил техники безопасности чревато не только повреждением оборудования или ЛЭП, но и поражением персонала электрическим током.
Из каких материалов изготавливают современные изоляторы
На сегодняшний день всюду на нашей планете, на суше и под водой есть линии электропередач. На территории одного только бывшего Советского Союза протяженность всех линий электропередач такова, что многократно превышает длину экватора. И ни одна воздушная ЛЭП не обходится сегодня без применения изоляторов. Благодаря изоляторам стало возможным возведение надежных и стойких энергосистем с постоянным рабочим напряжением до 0,5 мегавольт.
Большое количество различных изоляторов, каждый из которых подходит для решения своих задач, конструктивно различаются, но при этом достаточно функциональны. Они обеспечивают надежную изоляцию высоковольтных линий электропередач от токопроводящих опор, поскольку диэлектрические свойства материалов изоляторов обеспечивают это.
Каждая из секций изолятора, как и изолятор в целом, служит на протяжении всего периода эксплуатации высоковольтной линии, по этой причине, главное требование к изолятору — долговечность. И материал изолятора обязан это условие обеспечить. Основные материалы изоляторов это: стекло, фарфор и полимеры.
Стекло, применяемое в изоляторах, не обычное, это закаленное стекло, отличающееся особой прочностью, и подвесные изоляторы на его основе, собранные в конструкцию гирлянды, обладают превосходными диэлектрическими свойствами, при этом цена достаточно невысока для изделий такого рода, имеющих столь важное значение.
Фарфор имеет наивысшую прочность среди традиционных материалов изоляторов. Он безболезненно способен выдержать даже удар молнии, благодаря тому, что сырая масса фарфора пластична, и форму можно придать наиболее оптимальную, чтобы конфигурация готового изолятора получилась наименее уязвимой даже для столь грозного атмосферного явления.
Полимерные изоляторы — наиболее современное решение, их начали делать и применять относительно недавно. Полимерные изоляторы для ЛЭП прочны, обладают превосходными диэлектрическими свойствами, а их производство не связано с большими материальными затратами. Для сотен киловольт полимерный изолятор не подойдет, однако для десятков киловольт полимерный изолятор — как раз то, что надо. Далее подробно рассмотрим материалы современных изоляторов.
Развивающееся в последние годы производство изоляторов на основе кремнийорганической резины — более прогрессивное решение.
Кремнийорганическая резина — это каучук, который по своей природе эластичен. Именно по этой причине кремнийорганическую резину широко используют в качестве материала изоляции многих гибких кабелей. Вообще, в энергетике используются различные каучуки: бутадиен-стирольные, бутадиеновые, кремнийорганические и этиленпропиленовые, а также натуральные. В основе кремнийорганической резины — полиорганосилоксаны.
В этой формуле R – органические радикалы. Тип радикалов определяет характеристики кремнийорганической резины. В основной цепи могут быть как кремний с кислородом, так и азот, бор, углерод. Соответственно, силоксазановые, боросилоксаноые и силкарбоновые каучуки получатся в итоге.
Кремнийорганическую резину получают путем вулканизации каучука, то есть сшивают молекулы в пространственные комплексы. Получается химическая связь по радикалам либо по концевым ОН и Н группам. Реакцию проводят при помощи радиационного облучения, или с применением химических агентов при высокой температуре. Завод-изготовитель поставляет готовую к вулканизации массу.
Кремнийорганическая резина в чистом виде не отличается высокими электротехническими свойствами, она оказывается непрочной, уязвимой для озона и света. Поэтому для получения достаточно надежного изолятора, необходим композитный материал на базе кремнийорганической резины. Для достижения приемлемого качества, добавляют активный усиливающий наполнитель, которым служат нанопрошки двуокиси титана и двуокиси кремния. Получается материал с приемлемыми свойствами. Вот средние значения характеристик:
- Плотность: 1350 кг/м3;
- Прочность разрыва: 5 МПа;
- Теплоемкость: 1350 Дж/кг-К;
- Теплопроводность: 1,1 Вт/м-к;
- Электрическая прочность: 21 кВ/мм;
- Тангенс угла диэлектрических потерь: 0,00125;
- Удельное поверхностное сопротивление: 50,5 ТОм;
- Удельное объемное сопротивление: 5,5 ТОм-м.
- Диэлектрическая проницаемость: 3,25.
В итоге о кремнийорганической резине можно отметить, что электрофизические свойства ее удовлетворительны, теплопроводность достаточно высока, механическая прочность оставляет желать лучшего. Примечательна стойкость к свету, озону, маслу. Рабочие температуры в диапазоне от -90°С до +250°С. Материал влагонепроницаем, но масло-бензонестоек и газопроницаем.
Фарфор . Говоря о фарфоре, электротехническом фарфоре для изоляторов, вспомним, что это искусственный минерал на базе глины, кварца и полевого шпата. Термообработкой по керамической технологии добиваются готового продукта.
Наиболее примечательные свойства электротехнического фарфора — это термостойкость, химическая стойкость, стойкость к атмосферным явлениям разного рода, электрическая и механическая прочность, низкая себестоимость. Именно исходя из этих достоинств фарфор применяют для изготовления изоляторов. Вот его усредненные характеристики:
- Плотность: 2400 кг/м3;
- Прочность разрыва: 90 МПа;
- Теплоемкость: 1350 Дж/кг-К;
- Теплопроводность: 1,1 Вт/м-к;
- Электрическая прочность: 27,5 кВ/мм;
- Тангенс угла диэлектрических потерь: 0,02;
- Удельное поверхностное сопротивление: 0,5 ТОм;
- Удельное объемное сопротивление: 0,1 ТОм-м.
- Диэлектрическая проницаемость: 7.
Если сравнить фарфор и кремнийорганическую резину, то по сравнению с резиной, фарфор хрупок, очень тяжел, имеет высокий тангенс угла диэлектрических потерь.
Что касается стекла, то электротехническое стекло по сравнению с фарфором имеет более стабильную сырьевую базу, технология его производства проще, легче автоматизируется, и главное — легко на глаз выявить неисправность, повреждение изолятора. Пробой в гирлянде стеклянного изолятора приводит к падению диэлектрической юбки на землю, а при пробое фарфора юбка не повреждается. Поврежденный изолятор из стекла сразу видно, а для диагностики фарфора приходится прибегать к использованию дополнительных приборов, приборов ночного видения.
Химически электротехническое стекло представляет собой набор оксидов натрия, бора, кальция, кремния, алюминия и т. д. Это по сути очень-очень густая жидкость. Электротехническое стекло отличается от обычного щелочного, это малощелочное стекло, оно не растрескивается и не мутнеет в процессе эксплуатации. Вот его характеристики:
- Плотность: 2500 кг/м3;
- Прочность разрыва: 90 МПа;
- Теплоемкость: 1000 Дж/кг-К;
- Теплопроводность: 0,92 Вт/м-к;
- Электрическая прочность: 48 кВ/мм;
- Тангенс угла диэлектрических потерь: 0,024;
- Удельное поверхностное сопротивление: 100 ТОм;
- Удельное объемное сопротивление: 1 ТОм-м.
- Диэлектрическая проницаемость: 7.
Из недостатков стеклянных изоляторов относится высокая энергоемкость при производстве электротехнического стекла, поскольку его нужно долгое время варить.
Телеграмм канал для тех, кто каждый день хочет узнавать новое и интересное: Школа для электрика
Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!
Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети: