Izolatory do instalacji elektrycznych
Części pod napięciem instalacji elektrycznych i poszczególnych urządzeń muszą być niezawodnie odizolowane od siebie i od ziemi. Aby wykonywać te funkcje i mocować części pod napięciem, stosuje się różne izolatory, które są podzielone na stacje, sprzęt i liniowe.
Odłączniki stacyjne i sprzętowe stosowane do mocowania i izolowania szyn zbiorczych odpowiednio w rozdzielniach elektrowni i podstacji lub części urządzeń znajdujących się pod napięciem. Te izolatory z kolei dzielą się na punkty podporowe i kontrolne... Te ostatnie są instalowane podczas przechodzenia opon przez ściany i stropy w pomieszczeniach, a także podczas wyjmowania ich z budynków lub usuwania części przewodzących prąd z obudów aparatury.
Izolatory liniowe służą do mocowania przewodów napowietrznych linii elektroenergetycznych oraz szyn zbiorczych rozdzielnic otwartych.
Strukturalnie i celowo izolatory są podzielone na kołki, zawieszone, podtrzymujące i przelotowe.
Izolatory kołkowe składają się z jednego lub dwóch elementów porcelanowych i są wzmocnione na metalowych kołkach, wspornikach mocowanych w trawersach. Wszystkie izolatory kołkowe zapewniają sztywne mocowanie przewodów do wsporników.
Izolatory podwieszane linii zapewniają luźne połączenie przewodów ze wspornikami linii elektroenergetycznej. Podwieszane izolatory dyskowe są połączone ze sznurkami. Oprócz popu stosuje się izolatory liniowe w kształcie prętów, które pozwalają na zwiększenie wytrzymałości dielektrycznej dzięki temu, że nie ulegają przebiciu.
Izolatory wsporcze służą do podtrzymywania opon i części stykowych urządzeń rozdzielczych i elektrycznych.
Izolatory wsporcze składają się z jednego, dwóch lub trzech porcelanowych elementów sztywno połączonych ze sobą i zamocowanych na żeliwnym trzpieniu. Stosowane są jako wsporniki izolacyjne w zewnętrznych urządzeniach rozdzielczych, w związku z czym posiadają wystające skrzydełka chroniące przed opadami atmosferycznymi.
Izolatory wsporcze przeznaczone również do instalacji zewnętrznych. Takim izolatorem jest solidny porcelanowy pręt z wystającymi skrzydełkami, na którego końcach znajdują się żeliwne nakładki do łączenia izolatorów w kolumnach i mocowania do nich urządzeń oraz w RU.
Przepusty stosowane do wyciągania przewodów z kadzi transformatorowych, wyłączników olejowych i powietrznych oraz do izolowania przewodów przechodzących przez ściany budynków. Składają się z porcelanowego elementu, przez którego wewnętrzną wnękę przechodzi prądowa metalowa szyna zbiorcza lub grupa szyn zbiorczych.
Jednym z rodzajów izolatorów przepustowych są wpusty... Część nośną przepustu stanowi rura miedziana, główną izolacją wewnętrzną jest ceramika, płynny lub olejny papier, bakelit lub inne stałe materiały organiczne.
Izolatory muszą spełniać następujące wymagania: zapewniać wystarczającą wytrzymałość dielektryczną, określoną przez natężenie pola elektrycznego (kV/m), przy którym materiał izolacyjny traci swoje właściwości dielektryczne, mieć wystarczającą wytrzymałość mechaniczną, aby wytrzymać siły dynamiczne, które powstają między poszczególnymi części pod napięciem podczas zwarcia w obwodzie, aby zapewnić niezmienność swoich właściwości pod wpływem środowiska (deszcz, śnieg itp.), ma wystarczającą odporność na ciepło, to znaczy nie zmienia swoich właściwości elektrycznych, gdy zmiany temperatury w określonych granicach, mają powierzchnię odporną na oddziaływanie wyładowań elektrycznych.
Charakterystyki elektryczne izolatorów obejmują: napięcie znamionowe i napięcie przebicia (minimalne napięcie, przy którym izolator ulega uszkodzeniu), częstotliwość wyładowań oraz napięcie wytrzymywane mocy w stanie suchym (wyładowanie suche, w którym zachodzi nakładanie się powierzchni izolatora bez utraty właściwości izolacyjnych ) oraz w deszczu (wyładowanie mokre, na zwilżonej powierzchni izolatora), pulsacyjne 50% napięć rozładowania obu biegunowości.
Główne cechy mechaniczne izolatorów to: minimalna (nominalna) siła niszcząca (w niutonach) przyłożona do głowicy izolacyjnej w kierunku prostopadłym do osi, a także wymiary i masa.
Izolatory liniowe przeznaczone są do izolowania i mocowania przewodów na liniach napowietrznych oraz w rozdzielniach elektrowni i stacji elektroenergetycznych. Wykonane są z porcelany lub szkła hartowanego. Z założenia izolatory są podzielone na szpilka i wisiorek.
Izolatory zaciskowe stosowane w liniach napowietrznych o napięciu do 1 kV oraz na liniach napowietrznych 6-35 kV (35 kV - rzadko i tylko dla przewodów o małych przekrojach). Dla napięcia znamionowego 6-10 kV i niższych izolatory są wykonane jako jednoelementowe, a dla 20-35 kV - dwuelementowe.
Podwieszany izolator masztowy najczęściej spotykany na liniach napowietrznych o napięciu 35 kV i wyższym. Izolatory podwieszane składają się z porcelanowej lub szklanej części izolacyjnej oraz części metalowych - kołpaka i pręta, które są połączone z częścią izolacyjną za pomocą spoiwa cementowego.
Dla linii napowietrznych w obszarach o zanieczyszczonej atmosferze opracowano konstrukcje izolatorów odpornych na zanieczyszczenia o zwiększonej charakterystyce wyładowania i zwiększonej drodze upływu.
Podwieszane izolatory zebrane w girlandy, które wspierają i napinają. Te pierwsze montowane są na podporach pośrednich, drugie na podporach kotwiących. Liczba izolatorów w łańcuchu zależy od napięcia linii. Na przykład w girlandach podtrzymujących linie napowietrzne z metalowymi i żelbetowymi wspornikami 35 kV powinny znajdować się 3 izolatory, 110 kV — 6 — 8, 220 kV — 10 — 14 itd.
Izolatory zatrzaskowe mocowane do wsporników za pomocą haków lub kołków. Jeśli wymagana jest zwiększona niezawodność, na wspornikach kotwiących instaluje się nie jeden, ale dwa lub nawet trzy izolatory kołkowe.
Izolatory stacyjne i sprzętowe, podobnie jak izolatory liniowe, w większości przypadków wykonane są z porcelany, która najpełniej spełnia wymagania. Szereg części urządzeń pełniących funkcje izolacyjne, szczególnie te znajdujące się wewnątrz obudów iw niektórych przypadkach wypełnione olejem izolacyjnym, wykonane są z bakelitu, getinaxu i textolitu.
Łączniki metalowe, czyli części metalowe mocowane do porcelany, służą do mocowania izolatora do podstawy oraz szyn zbiorczych lub części aparatury przewodzących prąd do izolatora. Zbrojenie mocuje się na porcelanie najczęściej za pomocą różnego rodzaju tynków cementujących o współczynniku rozszerzalności cieplnej objętościowej zbliżonym do porcelany. Aby poprawić jakość izolatorów, ich porcelanowy korpus pokryty jest od zewnątrz szkliwem.
W zależności od rodzaju instalacji stosuj izolatory do instalacji wewnątrz lub na zewnątrz... Izolatory zewnętrzne mają bardziej rozwiniętą powierzchnię, dzięki czemu wzrasta napięcie mikrowyładowań, co zapewnia niezawodną pracę zarówno w deszczu, jak iw brudnych warunkach.
Izolatory dla różnych napięć nominalnych różnią się czynną wysokością porcelany, a dla różnych niszczących sił mechanicznych - średnicą.
Izolatory wsporcze można podzielić na prętowe i kołkowe... Izolatory wsporcze mają pręt lity lub porcelanowy z wypukłymi żebrami.
Kształtki izolacyjne Zaprojektowane do wytrzymywania znacznych obciążeń mechanicznych, składają się z owalnych lub kwadratowych kołnierzy z otworami na śruby od dołu oraz metalowych głowic z gwintowanymi otworami do mocowania drutu od góry.
Izolatory przeznaczone do mniejszych naprężeń mechanicznych nie posiadają kołnierzy i głowic. Posiadają metalowe wkładki z gwintowanymi otworami mocowanymi we wgłębieniach pręta porcelanowego. Izolatory te są mniejsze i lżejsze ze względu na wewnętrzne wyposażenie.
Izolatory do instalacji wnętrzowych na napięcia do 35 kV serii OF mają stożkowy korpus porcelanowy z jednym lub dwoma małymi żebrami. Zewnętrzne izolatory prętowe nośne serii ONS różnią się od tych rozważanych przez bardziej rozbudowane żeberka.Wykonane są dla napięć 10 — 110 kV.
Kołki wsporcze izolatorów z serii ОНШ przeznaczone do montażu zewnętrznego. Mają porcelanowy korpus z daleko wystającymi żebrami (skrzydłami), które chronią przed deszczem. Izolator mocowany jest do podstawy za pomocą żeliwnego kołka z kołnierzem. Na górze znajduje się żeliwna nasadka z gwintowanymi otworami do mocowania części pod napięciem.
Przepusty wewnętrzne do 35 kV mają wydrążony porcelanowy korpus z małymi żeberkami. Do mocowania izolatora w stropie (ścianie) w jego środkowej części przewidziano kołnierz, a na końcach metalowe zaślepki do mocowania drutu. Przepusty na prądy znamionowe do 2000 A wyposażone są w pręty prostokątne.
Izolatory na prąd 2000 A i większy, tzw. "opona samochodowa", dostarczane bez prętów. Te izolatory końcowe mają specjalnie zaprojektowane zaślepki, które utrzymują stalowe paski z prostokątnymi wycięciami, przez które przechodzi szyna zbiorcza.
Kołnierze i nasadki izolatorów o wysokim prądzie znamionowym (zwykle powyżej 1000 A) są wykonane z materiałów niemagnetycznych — specjalnego gatunku żeliwa Silimin — w celu uniknięcia dodatkowych strat spowodowanych prądami indukowanymi.
Przepusty, których jedna część pracuje na zewnątrz, a druga część w pomieszczeniach lub w oleju, takie jak przepusty do transformatorów i wyłączników olejowych, powodują, że są one asymetryczne. Część powietrzna porcelanowego korpusu ma bardziej rozwinięte żebra.
Przepusty dla napięć 110 kV i wyższych, tzw. „rękawy”, oprócz porcelany posiadają barierę olejową lub w nowszych konstrukcjach izolację olejowo-papierową. W tym drugim przypadku na pręcie przewodzącym nakładane są warstwy papieru drucianego z przekładkami z drutu z folii aluminiowej (tuleja kondensatora).Tuleja kondensatora zapewnia równomierny rozkład potencjału zarówno w kierunku osiowym, jak i promieniowym. Dokumenty te są zwykle zapieczętowane.
