Изоляторы ТВН. изоляторы ВЛ ТВН. Приведите классификации изоляторов Изоляторы классифицируют
 Скачать 171.47 Kb.
|
|
Приведите классификации изоляторов Изоляторы классифицируют: 1) по конструктивным признакам в соответствии с табл. 1; 2) по условиям работы: изоляторы для работы на открытом воздухе; изоляторы для работы в помещении; 3) по применению: линейные; аппаратные.  Назовите основные группы параметров изоляторов и отдельные их характеристики. Сухоразрядным называется напряжение, приложенное к металлическим электродам изолятора, при котором наступает искровой разряд по его поверхности при нормальных атмосферных условиях. Мокроразрядным называется напряжение, приложенное к изолятору, при котором происходит разряд по поверхности изолятора, находящегося под действием струй дождя, падающих на него под углом 45°. При этом сила дождя должна быть равной 5 мм/мин, а удельное объемное сопротивление воды должно находиться в пределах 9500 - 10 500 ом х см (при 20°С). Величина мокроразрядного напряжения изолятора, определяемая при испытаниях, позволяет судить о том, как будет вести себя изолятор в условиях эксплуатации под дождем. Для любого изолятора величина мокроразрядного напряжения всегда меньше величины его сухоразрядного напряжения, так как при действии дождя значительная часть поверхности изолятора оказывается смоченной водой и начинает проводить ток. Пробивным напряжением изолятора называют напряжение, при котором происходит пробой материала изолятора, заключенного между основными электродами, например между стержнем и шапкой подвесного изолятора. Пробивное напряжение любого изолятора всегда больше его сухоразрядного и тем более мокроразрядного напряжения. Кроме электрических характеристик, у изоляторов определяют механические характеристики. Они представляют собой механические нагрузки, измеряемые при испытании изоляторов на разрыв, изгиб и срез головки (у штыревых изоляторов). Так, для определения разрушающей нагрузки проходного изолятора он жестко крепится фланцем на стальной плите (с помощью болтов). На токоведущий стержень изолятора надевается петля из стального троса, к которому прикладывается изгибающее усилие. Это усилие плавно повышают до величины, при которой наступает разрушение изолятора. Очень важной характеристикой изоляторов является их термостойкость, т. е. стойкость к резким изменениям температуры. Эта характеристика определяется двукратным нагревом и охлаждением изолятора и воде при разности температур горячей и холодной воды 70°С (для фарфоровых изоляторов) и 50°С (для стеклянных изоляторов). После этих теплосмен изоляторы должны еще выдержать без повреждений трехминутное испытание электрическим напряжением, при котором на поверхности изолятора образуется непрерывный поток искр. Опишите конструктивные особенности отдельных изоляторов контактной сети и тяговых подстанций. Опорные изоляторы для внутренней установки (рис. 6, а) состоят из полого фарфорового корпуса 2, покрытого с внешней стороны глазурью. Для крепления к конструкциям они имеют металлические фланцы 1 круглой, овальной или квадратной формы. Последние соединяют (армируют) с телом фарфора посредством специальной мастики. Для крепления шин имеются металлические колпачки 3, армированные на фарфоре таким же способом. Колпачки имеют отверстия 4 для крепления шинодержателей.  Опорно-штыревые изоляторы наружной установки (рис. 6, б) обозначают буквами ОНШ и цифрами, указывающими напряжение и разрушающую нагрузку. Фарфоровую часть изолятора ОНШ-35-2000, состоящую из трех элементов 3, соединяют со штырем 2 при помощи специальной мастики 4. Фланец 1 изолятора крепят к опорной конструкции; колпачок 5 служит для крепления токоведущих частей к изолятору. Число элементов выбирают в зависимости от необходимой электрической прочности. Штыревые изоляторы на напряжение 110 кВ и выше изготовляют в виде колонок из отдельных изоляторов на напряжение 35 кВ. Опорно-стержневые изоляторы типа ОНС изготовляют на напряжения 35—220 кВ и применяют в открытых распределительных устройствах для крепления неизолированных токоведущих частей. Их выполняют в виде многоюбочного фарфорового стержня 1 (рис. 6, в), армированного фланца 2 с обеих сторон. Проходные изоляторы имеют вид полых фарфоровых втулок, через которые проходят токоведущие части. Изолятор типа ИП для соединения частей электроустановок внутри помещений состоит из полых фарфоровых втулок 2 и 4 (рис. 7, а), внутри которых проходит токоведущий стержень, оканчивающийся контактными выводами 1 и 5 о отверстиями для присоединения к ним шин, проводов и кабелей при помощи болтов или сварки. Фланец 3 предназначен для соединения втулок 2 и 4 и для крепления изолятора в проеме стены, разделяющей помещения. Для прохода через стены шин большого сечения применяют изоляторы типа ИПК (ИП - изолятор проходной, К - с защитной оболочкой из кремнийорганической резины,) (рис. 7, б), представляющие собой полые фарфоровые втулки 5, на торцах которых укреплены металлические планки 4 с пазами для фиксации шин. На фланцах 2 предусматриваются болты 1 для присоединения изоляторов к контуру заземления.  Подвесные изоляторы применяют на подстанциях для открытых распределительных устройств напряжением 35 кВ и выше. Их фарфоровая часть 4 (рис. 8, а) имеет форму опрокинутой тарелки, в которую армированы металлический пестик 5 или серьга. Сверху фарфоровую часть обхватывает шапка 1 из ковкого чугуна. В последнюю может входить пестик другого изолятора. Фарфор между основанием пестика и краями шапки работает на сжатие. Фарфоровую часть соединяют с шапкой цементирующей мастикой 3, а со стержнем пестика или серьги — свинцово-сурьмянистым сплавом 2. При напряжении 35 кВ и выше подвесные изоляторы комплектуют в виде натяжных (рис. 8, б) или подвесных (рис. 8, в) гирлянд. Число изоляторов в гирлянде принимают в зависимости от типа изолятора, рабочего напряжения сети и условий работы: для напряжения 35 кВ обычно принимают четыре- пять, а для 110 кВ—восемь—десять изоляторов. При соединении в гирлянду пестик одного изолятора входит в шейку другого, где запирается специальным замком. Изолятор 2 (см. рис. 8,б и в) снабжают серьгой 1 с пестиком, служащей для крепления к конструкции. К серьге 4 изолятора 3 через натяжной зажим 5 или седло 5 крепят подвешиваемый провод 6.  В чем причина неравномерного распределения напряжения по гирлянде изоляторов? Главной причиной неоднородного распределения напряжений на диэлектрических изоляторах является существование паразитных электрических емкостей металлических элементов изоляторов относительно земли. В гирлянде изоляторов электрических можно различить 3 основные разновидности паразитных емкостей: 1) собственные электрические ёмкости изоляторов (С0 = 50 пФ); 1) ёмкости металлических элементов относительно земли (С1 = 5 пФ); 2) электрические ёмкости относительно к самому проводу (С2 = 0.5 пФ). В последнем приближении электрическими ёмкостями диэлектрических изоляторов относительно высоковольтного провода можно пренебречь. При работе с переменным напряжением по ёмкостным электрическим элементам проходит ток ёмкости, и имеющейся ток самого первого снизу диэлектрического изолятора разделяется на электрический ток ёмкостного элемента относительно самой земли и электрический ток оставшейся на изоляционной гирлянде. Через второй изолятор, расположенные снизу, протекает ёмкостный электрический ток меньшего значения, и падение разности потенциалов максимально сосредоточенно на нижнем изоляторе, ближайшем к проводу, который работает в наиболее худших условиях. В случае, когда количество имеющихся работающих изоляторов гирлянды электрической больше 3-4 наименьшая разность потенциалов приходится, не на самый верхний диэлектрический изолятор. Присутствие паразитных ёмкостей C2 (электрических емкостей относительно самой земли) приводит к определённому выравниванию существующей неравномерности падения разности потенциалов, и минимальное электрическое напряжение оказывается на 2-3 (либо далее, в зависимости от имеющегося количества изоляторов в гирлянде) изоляторе сверху. Для того чтобы выровнять разность потенциалов по диэлектрическим изоляторам гирлянды широко используют специальные экраны в виде овалов, тороидов, восьмерок, закрепляемых определённым образом снизу самой гирлянды; на электрических силовых линиях с расщепленными фазами монтируют ближайшие диэлектрические изоляторы между токонесущими проводами расщепленной электрической фазы; специально расщепляют изоляционную гирлянду около самого провода на две части. Необязательно!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! Вследствие различных причин, вызванных атмосферным или внутренним перенапряжением, на гирлянде изоляторов может возникнуть разряд, который, образовав дугу, своим термическим воздействием может повредить элементы гирлянды. Напряжение по изоляторам гирлянды распределяется неравномерно. Наибольшее напряжение приходится на изоляторы, расположенные вблизи провода, наименьшее – на изоляторы, находящиеся в середине гирлянды, напряжение на изоляторах, размещенных вблизи заземленной траверсы, также значительно. Гирлянду, собранную из отдельных подвесных изоляторов, с электрической точки зрения можно представить состоящей из ряда последовательно включенных емкостей в виде схемы замещения, представленной на рис. 4, где С – собственная емкость одного элемента гирлянды, С1 – емкость одного изолятора относительно земли, С2 – емкость изолятора по отношению к проводу. Собственная емкость С одного изолятора равна 40–70 пФ. Паразитные емкости С1 и С2 составляют 4–5 пФ каждая. Если бы паразитных емкостей не было, то весь поток смещения в виде зарядного тока проходил бы по гирлянде, не меняя своей величины, тогда падение напряжения на отдельных изоляторах было бы одинаково |