Каждый из нас хотя бы раз обращал внимание, что на всех воздушных линиях электропередач есть гирлянды из стеклянных или фарфоровых элементов. Это и есть изоляторы.
С их помощью обеспечивается не только защита проводов с разными потенциалами, но и непосредственный механический монтаж.
Есть разные виды таких устройств, поделенные на группы по таким критериям как рабочее напряжение линии электропередач, установка и сфера использования.
Параметры устройств
Электрический изолирующий элемент — это устройство для монтажа кабельно-проводниковой части ЛЭП к корпусу опоры, которое защищает конструкцию от утечки тока.
Существует широкий ассортимент защитных фиксаторов, они бывают фарфоровыми, стеклянными и композитными, поскольку эти материалы не проводят электричество.
Главная задача элемента — изолировать токоведущую часть линии от опоры или корпуса, поэтому главными параметрами являются:
- Сухоразрядное напряжение — условие возникновения искрового разряда при отсутствии атмосферных осадков или высокой влажности.
- Мокроразрядное напряжение — такой же, как и вышеуказанный показатель, только при условии осадков, если капли направленны к телу изолятора под углом 45 градусов. При этом важны еще некоторые условия, к примеру, сила потока составляет 5 мм/мин, а вода имеет удельное объемное сопротивление, равное 9500-10500 Ом*см с температурой 20 градусов. Молекулы воды — проводник электричества, поэтому второй параметр всегда имеет значение, которое ниже, чем у первого напряжения.
- Пробивное напряжение — значение вольтажа, после достижения которого диэлектрик полностью теряет свои свойства. Конструктивные части изоляционного элемента при этом стают проводниками.
Строение и формы
В зависимости от способа фиксации кабеля и монтажа к несущей опоре все изоляторы делятся на несколько подгрупп.
Основными формами исполнения являются тарелкообразные или цилиндры с ребристостью, так как их прямая задача — устранение возможности возникновения электроразрядов.
Благодаря неровностям на поверхности, направленные заряженные частицы двигаются под заданным углом относительно силовому полю.
Материал изготовления
Для более детального изучения видов и типоразмеров изоляторов необходимо выделить основные отличия.
Первый и очень важный отличительный параметр — материал изготовления:
- Электротехнический фарфор.
- Закаленное стекло.
- Полимеры.
Раньше изоляторы из фарфора использовались во всех линиях электропередач. Чаще всего такие элементы покрыты глазурью белого цвета. Эти изоляторы имеют довольно устойчивый к сжатию корпус и отличные изоляционные характеристики.
Но имеют они и минусы, например часто поддаются разрушению, на них образуются сколы и трещины.
Поэтому применение фарфоровых фиксаторов влечет за собой необходимость систематических ревизий, при проведении которых нужно отключать от питания всю электросеть, выполнять чистку элементов от смазочных материалов и пыли.
Второй существенный недостаток таких элементов — значительный вес, если сравнивать с другими видами.
Диэлектрики из стекла являются более практичными, несмотря на низкую устойчивость к механическим воздействиям. Но нет необходимости прекращать электропередачу на линию, так как плановые осмотры можно провести визуально.
Низкая себестоимости и меньшее значение веса, сравнительно с фарфоровыми, обеспечивают популярность стеклянным элементам при проектировании и ремонте воздушных линий передачи электрического напряжения.
Диэлектрические устройства из полимеров чаще всего применяются во внутренних линиях электропередач.
Если вы смогли найти такие изоляторы на внешней воздушной линии с напряжением до 10 000 В, значит это контур для дополнительных и не таких стратегически важных электропотребителей.
На протяжении срока эксплуатации и при частом воздействии прямых солнечных лучей такие изоляторы выходят из строя, теряя свои изоляционные и структурные свойства.
Но для электроустановок, которые имеют возможность удобного технического обслуживания и наладки, пластмассовые изоляторы используются часто. Такими установками являются трансформаторы или распределительные подстанции.
Конструкция и функции
По форме корпуса изоляторы проводников электропередач разделяют на три основные группы:
- штыревые;
- подвесные линейные;
- опорные и проходные.
Устройства штыревого типа также являются линейными. Их применяют при электропередач от 400 В до 35 000 В. Они имеют цельную конструкцию с местом подключения проводника и отверстием для монтажа на несущие опоры.
К слову, для линий электропередач с вольтажом ниже с 10 кВ выбирают моноизоляторы, а двухэлементные — до 35 кВ.
Для высоковольтных линий с напряжением больше, чем 35 000 В, применяют подвесные изоляторы. Гирлянды могут состоять из поддерживающих или натяжных элементов.
Чтобы обеспечить фиксацию линии электропередач к несущей конструкции, применяют секции натяжных тарелкообразных элементов. Чтобы сохранить растяжение, при установке соблюдают заданный угол монтажа.
По форме они напоминают фарфоровую или стеклянную тарелку. Снизу есть штырь со шляпкой. Для соединения в гирлянду вверху конструкции предусмотренно отверстие для нижней шляпки следующего диэлектрика.
Благодаря такому строению конструкции, специалист сам подбирает нужное количество секций для обеспечения требуемого уровня защиты. Монтаж проводника на несущую конструкцию получается надежным, и в то же время с гибкими участками.
Для дополнительных страховочных опор используют подвесные стержневые элементы. Такое название полностью оправдывает внешний вид, так как он изготовлен в виде цилиндра с металлическими фиксаторами на обоих концах.
Отличительная особенность таких элементов — это способ установки его на линию, так как в таком случае проводник лежит на самом устройстве.
При выборе стержневых изоляторов необходимо меньшее количество элементов, поскольку они способны поддерживать проводники с большим весом.
Для линий снабжения важных электропотребителей применяют двойные гирлянды с натяжными элементами.
Опорные и проходные изоляторы считаются стационарными. Чаще всего их выбирают для эксплуатации непосредственно на электростанциях и понижающих подстанциях.
Основной материал — фарфор или полимерные соединения. Для монтажа проводников на заземленные опоры, такие как трансформаторы, распределительные ящики, применяют опорные изоляторы.
Для всех изоляторов существуют общепринятые правила маркировки. Из обозначения можно узнать о типе элемента, номинальном вольтаже и т. п.
Проходные нужны для прохождения проводника через помеху, например стену здания. Такой тип имеет пустотелую конструкцию, оболочка которой защищает токоведущую часть. Можно также встретить такие изоляторы с маслом или маслобумажным слоем внутри.
Исполнения с такой «начинкой» имеют более высокие изолирующие свойства, что дает возможность работать с напряжением до 110 кВ.
Еще одна разновидность проходящего изолятора — элемент цилиндрической формы со сквозным отверстием и без токоведущей части. Такие изоляторы просто надевается на проводник без выполнения контактного подключения.
На этом описание изолирующих элементов для линий электропередач заканчивается.
Надеемся, что после прочтения вы сможете самостоятельно различать и подбирать нужные элементы в соответствии с заданными параметрами.
