Файл: Цимберов, А. И. Стеклянные изоляторы.pdf

Величина средней разрядной напряженности гирлян­ ды Ecp — Up/H из тарелочных подвесных стеклянных изо­ ляторов современной конструкции определяется отноше­ нием суммы разрядных расстояний отдельных изолято­ ров гирлянды 2/р к конструктивной высоте гирлянды Я, причем наибольшая Еср соответствует наибольшему отношению (2/р)/Я. Как указывалось выше, величина этого отношения для подвесных изоляторов тарелочного типа должна быть не ниже 1,3.

Втабл. 3-6 приведены значения Етв зависимости от Ям.п/Кр, а также удельная длина пути утечки гирлянды Ку/Яра(5шанс, где Ly= 2/y.

Как видно из табл. 3-6, наиболее высокие значения удельных показателей средней разрядной напряженности

иудельной длины пути утечки имеют те изоляторы, у ко­ торых наиболее высокие отношения Lp/Ii (следует срав­ нивать гирлянды примерно одинаковой длины).

При выборе изоляции для районов с сильно загряз­ ненной атмосферой СИГРЭ [Л. 4] рекомендуется прини­ мать отношение 2У/ЯП0М= 3,5 см/кв, при более слабых загрязнениях Лу/Яп0м = 2,2-4-2,5 см/кв, в особо чистых районах 1,3—1,35 см/кв, в особо неблагоприятных райо­ нах (прибрежье морей и др.) 4—4,4 см/кв.

ВСоветском Союзе при выборе изоляции рекоменду­ ется пользоваться величинами Еу, указанными в табл. 3-7.

При выборе типа подвесного изолятора и количества элементов в гирлянде необходимо учитывать то обстоя­ тельство, что изоляторы в гирлянде электрически нагру­

жены неравномерно. Подвесной стеклянный изолятор тарельчато­ го типа, как и фарфоровый, пред­ ставляет собой конденсатор, у ко­ торого шапка и стержень явля­ ются электродами, а стекло — ди­ электриком, заключенным между

Рис. 3-9. Разрядные расстояния и путь утечки подвесных стеклянных изоля­ торов.

Vр — разрядное расстояние одиночного подвес­ ного изолятора; /р — разрядное расстояние

подвесного изолятора в гирлянде; ABCD' — разрядное расстояние гирлянды подвесных изоляторов /,р; /у — путь утечки по поверхно­

сти подвесного изолятора; Я —длина гирлян­ ды; h — высота шапки; а — вылет тарелки;

диаметр тарелки.

70

миыи. Гирлянда из подвесных изоляторов представ­ ляет собой цепочку из конденсаторов примерно оди­ наковой емкости С, соединенных последовательно. Кроме собственной емкости изоляторов С имеются также емко­ сти СI — между каждым изолятором и землей и емкости Сг — между каждым изолятором и проводом.

71

Емкости С изоляторов— величины постоянные для всех подвесных изоляторов данного типа по всей гирлян­ де и составляют 30—60 пф в зависимости от размеров шапки, свойств диэлектрика и др. [Л. 7, 12]. Емкости С\ также примерно одинаковы и составляют 4—10 пф, т. е. значительно меньше С, емкости же по отношению к прово­ ду С2=0,7-і-0,9 пф различны по длине гирлянды и зави­ сят от места расположения изолятора в гирлянде. На рис. 3-10,а представлена емкостная схема замещения гирлянды подвесных изоляторов тарельчатого типа, из

гирлянде из подвесных стеклянных изоляторов.

л —емкостная схема замещения гирлянды изоля­ торов; б — распределение напряжения по гир­ лянде.

которой видно, что наибольшее падение напряжения происходит иа изоляторах у провода и затем постепенно уменьшается по направлению к траверсе (земле). Гра­ фически распределение напряжения по гирлянде из под­ весных изоляторов изображено на рис. 3-10,6. При выбо­ ре изоляции приходится считаться с тем обстоятельст­ вом, что в гирлянде на первый и второй элементы от провода падает значительная часть фазного напряжения. Например, для 7-элементной гирлянды из стеклянных изоляторов типа ПС6-А при фазном напряжении 72,8 кв на первый элемент от провода падает 14,2 кв, или 19,5%, на последний 10% фазного напряжения, или 7,2 кв. Ко­ эффициент неравномерности К составляет в этом случар

72

торов ПС6-А составляет 21—22 кв, можно считать, что радиопомех от короиирования на этих

П р и м е ч а н и е . Таблица составлена по данным Н. А. Николаева [Л. 12].

Наибольшая неравномерность и большие значения К наблюдаются в длинных гирляндах из 20 и более эле­ ментов. При отсутствии каких-либо мер по улучшению неравномерности распределения напряжения значения К достигают 3—4 и выше в гирляндах 330, 500 и 750 кв.

73

Выравнивания напряжения по гирлянде можно добиться применением подвесных изоляторов различной емкости, установкой на первых элементах от провода защитных устройств, увеличивающих емкость изоляторов, примене­ нием полупроводящнх покрытий, целью которых являет­ ся увеличение проводимости отдельных изоляторов.

Однако применение в гирляндах изоляторов различ­ ной емкости технологически неприемлемо и для эксплуа­ тации представляло бы значительные трудности по сор­ тировке изоляторов, и поэтому практически этот метод не применяется. Полупроводящне покрытия или поверх­ ностные полупроводящие слон для стеклянных изолято­ ров еще не разработаны, хотя этот метод может оказать­ ся перспективным.

По мнению Н. А. Николаева ,[Л. 12], распределение напряжения по гирлянде из стеклянных изоляторов типа ПС из щелочного стекла более равномерно, чем по гир­ лянде из фарфоровых изоляторов. Автор считает, что эго происходит за счет повышенного lg б н нагрева изолято­ ров в допустимых пределах, что даже полезно для изо­ ляторов при напряжениях 330 кв и выше. Д. Ривьер так­ же доказывает [Л. 7], что высокая удельная емкость стеклянных подвесных изоляторов влияет на лучшее рас­ пределение напряжения по гирлянде, а также повышает сухоразрядное напряжение.

Наиболее эффективным средством для выравнивания напряжения по гирлянде является применение защитных устройств на конце гирлянды (у провода). Такие устрой­ ства в виде различных конструкций защитной арматуры имеют целью увеличить емкость первых изоляторов от провода, вследствие чего на этот изолятор падает мень­ шее напряжение. Одновременно защитная арматура за­ щищает изоляторы в длинных гирляндах от воздействия каскадирующих разрядов при атмосферных и коммута­ ционных перенапряжениях.

Расчет и конструирование защитной арматуры явля­ ются специальным разделом при проектировании элек­ трооборудования и линий электропередачи и в настоя­ щей книге не рассматриваются.

Следует отметить, что в практике эксплуатации ■в СССР в настоящее время пришли к заключению о том, что в связи с наличием высокоэффективных способов защиты линий электропередачи от атмосферных іи ком­ мутационных перенапряжений имеется возможность

74

отказаться от защитной арматуры, что уже практически осуществляется н себя оправдало.

К таким способам защиты относятся вентильные и трубчатые разрядники, грозозащитные тросы, мощные реакторы, выключатели с АПВ с временем отключения линии до сотых долей секунды и др.

ПУЭ дает рекомендации по количеству подвесных изоляторов в гирлянде для всех классов изоляции. Эти

данные приведены в табл. 3-9.

Т абли ц а 3-9

П р и м е ч а я и я: 1. Количество изоляторов в гирлянде указано для металли­ ческих и железобетонных опор, при деревянных опорах—можно уменьшить на один эле.мент.

2.В числителе дроби указано количество изоляторов для поддерживающей гирлянды, в знаменатете—для натяжной.

3.Количество изоляторов указано для районов с нормальной атмосферой.

При высоте 1 000—2 500 м над уровнем моря для ли­ ний до 150 кв и больше, 1 000—2 000 м над уровнем моря для линий 220—500 кв к указанному в табл. 3-9 количеству изоляторов прибавляется по одному изоля­ тору.

Также прибавляется к гирляндам по одному изолято­ ру на каждые 10 м высоты опоры на переходах с высо­ той опоры больше 40 м.

Кроме технических расчетов выбора гирлянд и типа подвесного изолятора для каждой гирлянды, необходимо также учитывать' методы технико-экономических расче­ тов выбора изоляции в зависимости от различных фак­ торов, как-то: надежность работы изоляции в расчетных различных режимах эксплуатации и минимум затрат при строительстве и эксплуатации [Л. 22].

Эти расчеты производятся при проектировании ВЛ и в настоящей книге не рассматриваются.

75