Файл: Мельников, Н. А. Проектирование электрической части воздушных линий электропередачи 330-500 кВ.pdf

Рис. 7-1. Подвесные фарфоровые изоляторы для районов с чистой и слабозагрязненпон атмосферой.

а — ПФ6-В; б — ПФЕ1І; в — ПФ16-А; г — ПФ20-А.

чается смывание отложившихся веществ во время дождя. При этом необходи­ мо учитывать, что дожди преимущественно очищают верхнюю гладкую поверх­ ность тарельчатого изолятора, вследствие чего происходит неравномерное за­ грязнение всей изоляционной конструкции.

Разрядные напряжения гирлянд изоляторов в загрязненном и увлажнен­ ном состоянии зависят от длины пути утечки, формы юбок, диаметра тарел­ ки и других геометрических параметров изоляторов.

В числе прочих электрических характеристик, которые подробно рассмат­ риваются ниже, п р о ч н о с т ь и з о л я ц и и при рабочем напряжении принято оцени­

вать и по длине пути утечки тока по поверхности изоляторов, которая явля­ ется показателем, в известной степени характеризующим при воздействии рабочего! напряжения грязестойкость и электрическую прочность различных типов современных изоляторов, имеющих относительно простые формы. В то же время необходимо учитывать, что разряд может происходить не только по поверхности изоляторов, но и частично по воздуху, шунтируя, например, уз­ кие щели развитой поверхности изолятора. В таких случаях некоторые участ­ ки поверхности диэлектрика не принимают участия в происходящем процессе. Это обстоятельство при выборе количества элементов в гирляндах учитывает­ ся путем введения поправочного коэффициента К на эффективность исполь­

зования длины пути утечки. Результаты проведенных исследований показали, что конфигурация и габариты изоляторов оказывают существенное влияние на величину разрядного напряжения. В нормальном эксплуатационном режиме длительно выдерживаемый градиент тарельчатых изоляторов относительно простой формы при различной степени загрязнения будет увеличиваться с воз­ растанием отношения пути утечки I к строительной высоте изолятора Н и од­

новременным уменьшением отношения строительной высоты к диаметру тарел-

148

149

Рис. 7‘2. Подвесные изоляторы из закаленного грязненной атмосферой.

а — ПС6-А; б — ПС16-Б.

ки изолятора. Кроме того должна быть обеспечена технологичность изготов­ ляемой конструкции. Для создания изоляторов с повышенной длиной пути утечки, имеющих высокие выдерживаемые градиенты, желательно, насколько это возможно по конструктивным соображениям, развивать верхние и нижние поверхности тарелок так, чтобы при этом отношение строительной высоты изо­ лятора к его диаметру находилось в пределах 0,5—0,6.

Изоляторы для районов с чистой и слабозагрязненной атмосферой. Для линий, трасса которых проходит в районах с чистой или слабозагрязненной атмосферой, предназначены серийно изготовляемые изоляторы, у которых отно­ шение //Я находится в пределах 1,6—2,3. К этой категории относятся все изо­ ляторы, характеристики которых приведены в табл. 7-1.

от 140 до 194 мм, а диаметр тарелок изменяется от 270 до 350 мм. Все пере­ численные типы изоляторов имеют улучшенные электрические характеристики по сравнению с изготовлявшимися ранее изоляторами типов ПФ6-А и ПФ6-Б.

Для шапок изоляторов предназначается высококремнистый чугун с проч­ ностью на разрыв 0,44-0,6 кН/мм2. Стержни выполнены из высокопрочной конструкционной стали и имеют прочность на 10% больше расчетной прочно­ сти изоляторов. Высокая механическая прочность арматуры изоляторов обе­ спечивает надежные условия эксплуатации и стойкость по отношению к корро­ зии в агрессивных средах.

Показанные на рис. 7-2 изоляторы из закаленного щелочного, двущелочно­ го и малощелочного стекла изготовляются на разрушающие электромеханиче­ ские нагрузки от 60 до 300 кН. Выбранные в диапазоне от 255 до 320 мм диаметры тарелок при строительной высоте в пределах 130—217 мм обеспе­ чили получение достаточно высоких характеристик изоляторов, примерно та­ ких же, как и у изоляторов из высокопрочного фарфора. Увеличение длины пути утечки путем развития ребер на нижней стороне тарелки стеклянных изоляторов технологически осуществляется значительно проще, чем у фарфо­ ровых изоляторов. Это обстоятельство позволило организовать серийный вы­ пуск изоляторов из закаленного стекла с развитой нижней поверхностью на значительно большие электромеханические нагрузки, чем у фарфоровых изо­ ляторов.

Изоляторы для районов с загрязненной атмосферой. Исследования меха­ низма разряда по загрязненной и увлажненной поверхности изоляторов пока­ зали, что разрядное напряжение гирлянды значительно повышается с увели­ чением пути утечки. Поэтому в современных конструкциях грязестойких изо­

150

ляторов, изготовляемых из фарфора и закаленного стекла, предусматривается повышенное отношение длины пути утечки к строительной высоте изолятора и, в большинстве случаев, одновременное уменьшение отношения строительной высоты к диаметру тарелки. В процессе конструирования следует стремиться к тому, чтобы загрязнению подвергалась меньшая часть поверхности изоля­ тора, которому придается форма, наиболее благоприятная для самоочищения при воздействии ветра и дождя и для использования длины пути утечки. При­ менение изоляторов с повышенными удельными разрядными характеристика­ ми позволяет значительно сократить длину гирлянды и часто является един­ ственно возможным решением, обеспечивающим надежные условия эксплуата­ ции линии.

В табл. 7-2 приведены основные характеристики изготовляемых и разра­ батываемых в настоящее время новых типов изоляторов, предназначенных для районов с загрязненной атмосферой или неблагоприятными климатическими или почвенными условиями, с поправочным коэффициентом К на эффектив­ ность использования длины пути утечки в условиях интенсивных загрязнений, равным 1,1.

Грязестойкие изоляторы с точки зрения конструктивного исполнения мо­ гут быть разделены на три группы.

К первой группе относятся конструкции с вертикальными ребрами, имею­ щие, как, например, показанные на рис. 7-3 изоляторы ПСГ16-А, развитую дли-

1 7 5

Рис. 7-3. Подвесные изоляторы из закаленного стекла и фарфора для районов с загряз­ ненной атмосферой.

а — ПСГ16-А; 6 — ПСГ16-Б; в — ПФГ-12Г; г — ПФГ-12.

151

может быть создан размещением ребер на внешней вертикальной поверхности, как это, например, предусмотрено для изоляторов типа ПФГ-5А.

Изоляторы третьей группы имеют большой диаметр и гладкую поверх­ ность, которая улучшает условия очистки при дожде и ветре. К третьей груп­

152

7-2 ГИРЛЯНДЫ ИЗОЛЯТОРОВ

На линиях электропередачи сверхвысокого напряжения для изоляции проводов от заземленных частей опор, как правило, применяют поддерживающие и натяжные гирлянды, скомплек­ тованные из подвесных изоляторов. Количество элементов в гир­ лянде и ее длина выбираются в зависимости от номинального напряжения линии, типа изоляторов и других факторов, кото­ рые подробно рассматриваются в настоящей главе.

Соединение изоляторов в гирлянды производится путем вве­ дения утолщенной головки и стержня в ушко на шапке соседне­ го изолятора. Шарнирный способ соединения имеет то преиму­ щество, что изоляторы подвергаются только растягивающим нагрузкам, величина которых зависит от сечения проводов и дли­ ны пролетов между опорами. Строительная длина гирлянды определяется в зависимости от количества последовательно сое­ диненных изоляторов, а также от размеров сцепной арматуры и зажимов для проводов. Механическая прочность гирлянды будет такой же, как и каждого изолятора, из которых она скомплекто­ вана. Если механическая нагрузка превышает прочность стан­ дартных изоляторов, используются двухцепные или многоцепные гирлянды.

В некоторых случаях вместо поддерживающих и натяж­ ных гирлянд применяются различные модификации этих кон­

153