изолятора с помощью проволочной вязки или специальных зажимов. Гнездо для штыря имеет резьбу, а верх штыря вынесен на уровень шейки изолятора для уменьшения изгибающего момента от тяжения провода. Изолятор плотно наворачивается иа штырь чаще всего с по мощью пропитанной суриком пакли, которой обертывают конец штыря
срезьбой.
§15.3. И ЗО Л ЯЦ И О Н Н Ы Е КО Н СТРУК Ц И И РАСП РЕД ЕЛ И Т ЕЛ ЬН Ы Х
УСТРОЙСТВ ПОДСТАНЦИИ
а. Выбор воздушных промежутков
Помимо промежутков, характерных для воздушных линий электро передачи (см. рис. 4.12), на открытых распределительных устройст вах (ОРУ) подстанций имеют значение еще воздушные промежутки
между экранным кольцом аппарата |
U0,5,кВ |
|
! |
|
|
и землей, между экранным коль |
|
|
|
|
|
|
|
цом и стойкой |
металлической фер |
|
|
|
^ |
|
мы, между двумя экранными коль |
2500 |
|
|
1 |
цами. |
Данные |
об электрической |
|
|
|
|
прочности этих |
промежутков при |
|
|
' j |
|
|
ведены на рис. 15.15. По данным |
|
|
|
|
|
рис. 4.12 и 15.15, необходимые дли |
|
f a |
|
|
j |
ны воздушных |
промежутков выби |
jsgo |
|
|
|
|
раются в соответствии с величинами |
|
|
|
|
и 0,ъ'п поформуле(15.14). Причем для |
|
|
|
|
|
определения необходимого габари |
|
|
|
|
|
та между соседними фазами в фор |
1000 |
%0 |
6,0 |
8,0 |
ЮМ Щ |
мулу |
(15.14) следует подставлять |
2,0 |
|
|
|
|
S,fi |
линейное напряжение вместо фазо |
Рис. 15.15. Зависимости 50%-ных раз |
вого и соответствующую расчетную |
кратность перенапряжений. |
рядных напряжений воздушных проме |
жутков |
при |
импульсах |
коммутацион |
Количество |
воздушных |
проме |
ных перенапряжений |
положительной |
жутков на подстанциях,одновремен |
полярности от их длины S: |
но подвергающихся воздействию пе |
/ — между экранным кольцом и землеЛ; 2, |
3 п 4 — между двумя экранными кольцами |
ренапряжений, |
значительно мень |
при отношении /і/5 = 1; 1,5 и 2 (/г — высота |
ше, чем на линиях электропереда |
колец над землей) |
чи. Поэтому согласно (15.14) вели |
|
при той же |
чина По,в для |
воздушных |
промежутков на подстанциях |
расчетной кратности перенапряжений, что и на линиях, несколько меньше (за счет уменьшения величины а). Поскольку в реальных усло виях эксплуатации вероятность появления перенапряжении расчетной кратности на ОРУ подстанций значительно меньше, чем на линиях (см. § 10.1), надежность работы подстанционной изоляции оказыва ется значительно выше, чем линейной. Повышенная надежность под станционной изоляции необходима ввиду значительно более тяжелых последствий дуговых замыканий на подстанциях, чем иа линиях, для всего оборудования подстанций (прежде всего для выключателей и трансформаторов из-за большего тока короткого замыкания).
б. В ы б о р проводов
Существенно меньшая протяженность проводов (сборные шнны, спуски, шлейфы) на подстанциях, чем на линиях, определяет различие методики выбора проводов на линиях и на подстанциях. В последнем случае могут не приниматься во внимание потери энергии на нагрев проводов и на корону, поскольку увеличенные потери на единицу длины ошиновки подстанций практически не сказываются на к. п. д.
|
|
|
|
|
|
электропередачи. Определяющими в этом случае являются |
характери |
стики самих проводов (тепловые, |
механические, |
радиопомехи). Для |
|
увеличения предельных токовых на |
|
грузок н-а |
подстанциях часто при |
|
меняются |
медные полые провода |
|
(рис. |
15.16). |
Соответственно диа |
|
метр |
этих |
проводов |
значительно |
|
больше, чем у обычных (например, |
|
АСО), с тем же активным сечением. |
|
Увеличение диаметра проводов поз |
|
воляет уменьшить число составляю |
|
щих в фазе по сравнению с расщеп |
Рис. 15.16. Медные полые провода для |
ленным проводом линии (см. § 15.26) |
сборных шин ОРУ подстанций: |
при |
удовлетворении |
требований |
а — с фигурными сегментами; б — с внут |
ограничения |
радиопомех. |
ренней каркасной спиралью |
Требование ограничения радио- |
|
|
помех |
является единственным кри |
терием, ограничивающим возможность уменьшения суммарной по верхности проводов на ОРУ подстанций. Для уменьшения поверхно сти проводов радиус расщепления принимается меньшим, чем на линиях электропередачи (см. § 15.2 б), исходя из условия гр=3,3 пг0, где п — число составляющих в фазе, г„— радиус составляющих. Осо бенностью выбора конструкции проводов по уровню радиопомех на подстанциях является относительная сложность вычислении макси мальной напряженности поля на их поверхности из-за необходимости учета влияния оборудования подстанций, а также скрещивающихся проводов.
На подстанциях сверхвысокого напряжения необходимо обеспе чивать также ограничение коронного разряда на концах проводов сборных шин с помощью специальных экранов, одиночных или много кратных в зависимости от класса напряжения линии.
в. Изоляция элементов оборудования подстанции
Высоковольтную изоляцию элементов оборудования подстанций можно подразделить на две группы: 1) изоляция ошиновки подстан ций и 2) изоляция токоведущих элементов аппаратов от земли.
В зависимости от класса напряжения и типа подстанций (открытая, закрытая) для этих целей применяются подвесные либо опорные изо ляторы. Особым типом подстанционного изолятора являются проход ные изоляторы или вводы, которые рассматриваются в § 15.4.
Опорные изоляторы подразделяются на стержневые и штыревые. Стержневые опорные изоляторы, как и стержневые подвесные, изго товляются на напряжение до ПО кв. При больших номинальных нап ряжениях они собираются или в колонки, как одиночные, так и сдво енные вертикальные (рис. 15.17, а), или в виде треноги (рис. 15.17, б) при больших механических нагрузках и высотах.
Рис. 15.17. Опорные высоковольтные конструкции из стержневых изоляторов:
а — колонка; б — тренога
Конструкции стержневых изоляторов для внутренней и наружной установок существенно различаются. Наружная поверхность изоля торов внутренней установки развита мало, так как в закрытых поме щениях изоляторы загрязняются и увлажняются незначительно, и разрядное напряжение изолятора определяется в основном его стро ительной высотой. На напряжение 35 кв такие изоляторы выполняются полыми для уменьшения веса и расхода материалов (рис. 15.18).
Поверхность изоляторов наружной установки сильно развита для предотвращения перекрытий при увлажнениях. Действующими нор мами регламентируется отношение длины пути утечки к наибольшему рабочему фазовому напряжению 2,6 см/кв для районов без повышенного загрязнения атмосферы и 4 см/кв при повышенном загрязнении атмо сферы. Это обстоятельство определяет необходимость создания изо--14
ляторов с большим числом ребер, увеличивающих длину пути утечки (рис. 15.19).
Стержневые изоляторы наружной установки, как правило, изго товляются сплошными, без внутренних полостей во избежание посте пенного выхода из строя изоляторов из-за увлажнения внутренней полости и развития на внутренних поверхностях изолятора частичных разрядов, постепенно увеличивающих поверхностную проводимость
Рис. 15.18. |
Конструкция |
Рис. 15.19. |
Конструкция |
опорного изолятора на 35 кв |
опорного |
изолятора на |
внутренней |
установки |
35 кв наружной установки |
Штыревые опорные изоляторы изготовляются только для установки на открытом воздухе на напряжение до 35 кв. В этой конструкции фар фор больше нагружен электрически, чем в случае стержневых изо ляторов, при этом основную механическую нагрузку несет металличе ский штырь. Штыревые изоляторы также собираются в колонки: из трех изоляторов на НО кв и из пяти изоляторов на 220 кв.
На ОРУ подстанций подвесные изоляторы применяются такие же, как на воздушных линиях (см. § 15.2).
§ 15.4. П РО ХО Д Н Ы Е ИЗОЛЯТОРЫ
а. Общие сведения
Проходные изоляторы (вводы) используются для ввода высокого напряжения внутрь металлических баков (для аппаратов и трансфор маторов), а также внутрь помещений (для закрытых распределитель ных устройств).
Проходные изоляторы имеют неблагоприятное расположение элек тродов, приводящее в простейшем случае к неравномерному распре делению радиальной и аксиальной напряженностей электрического поля. Эквивалентная схема замещения диэлектрика применительно к простейшим проходным изоляторам может быть представлена в соот ветствии с рис. 2.27. Из этой схемы видно, что наибольшая напряжен ность возникает у края фланца, где она направлена в основном вдоль поверхности изоляции ввода. Величина этой напряженности на осно
вании |
(2.27) |
при |
1/р5<^соС2 и |
|
|
1 /рvd<^(üC |
равна |
|
|
|
|
|
|
Ех макс « |
ЕсрѴ г~JhT2 Vd, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(15.32) |
|
|
где |
£ ср= |
UId — средняя |
ради |
|
|
альная |
напряженность; d — тол |
|
|
щина диэлектрика. |
|
|
|
|
|
|
Как |
следует из (15.32), |
вели |
|
|
чина Ех мокс при неизменном Еср, |
|
|
вообще говоря, растет с увеличе |
|
|
нием толщины изоляции |
(или но |
|
|
минального |
|
напряжения) |
про |
|
|
порционально Yd. Поэтому при |
|
|
конструировании вводов высоко |
|
|
го напряжения |
приходится при |
|
|
менять искусственные меры для |
|
|
обеспечения |
|
равномерности ра |
|
|
диальной |
напряженности. |
Для |
|
|
увеличения |
разрядного |
напря |
|
|
жения |
по |
поверхности |
(особен |
|
|
но в масляной части вводов) |
|
|
весьма важно |
обеспечить также |
|
|
равномерную |
аксиальную |
нап |
|
|
ряженность. |
выполнения |
|
|
Рис. 15.20. Типы проходных изоляторов: |
По типу |
ИЗОЛЯ- |
а — фарфоровый; б — бумажно-бакелитовый; |
ции проходные изоляторы быва- |
|
5 —фарфор |
ют |
(см. рис. |
|
15.20, |
15.21) |
фар- |
|
форовые, |
бумажно-бакелитовые, |
|
|
маслобарьерные |
и |
бумажно-масляные |
(конденсаторного типа). |
Для внутренней установки проходные изоляторы выполняются на напряжение до 35 кв и представляют собой фарфоровые армированные изоляторы, внутри которых проходит токоведущий стержень (см. 1 на рис. 15.20, а). На напряжение 35 кв (а в ряде случаев и на более вы сокие напряжения) для внутренней установки применяются также бумажно-бакелитовые проходные изоляторы с изоляцией конденса торного типа (см. рис. 15.20, б). Внешняя поверхность этих изолято ров покрывается влагостойким лаком. Для наружной установки такие изоляторы помещаются в фарфоровые покрышки, причем пространство
