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

мах (Дпепроэнеірго, Донбассэнерго, Азэнерго и др.), в первый период дали 1,3% саморазрушений в год, одна­ ко в этих случаях не имели место падения провода на землю, так как остаток стекла в шапке изолятора имел прочность 4,3—7 тс. При дальнейшей эксплуатации (по­

что изоляторы ПС6 работают надежнее однотипных фар­ форовых: отбраковка стеклянных изоляторов в среднем составила 0,5%. а фарфоровых более 1%, причем изоля­ торы ПСП из малощелочного стекла на ЛЭП 500 кв имеют в 2 раза меньший процент отбракованных, чем такие же изоляторы из щелочного стекла.

2-5. ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ К СТЕКЛЯННЫМ ИЗОЛЯТОРАМ

I

Технические требования к стеклянным изоляторам определяются их назначением (тип изолятора, место установки, атмосферные условия и т. д.). Наиболее серь­ езные требования предъявляются к изоляторам, работа­ ющим в наружных установках, на линиях электропере­ дачи, на электрифицированном железнодорожном транс­ порте, где изоляторы подвергаются одновременно механическим, электрическим и атмосферным воздейст­ виям.

К изоляторам, работающим в условиях повышенных загрязнений, предъявляются специальные требования. Общие требования к изоляторам изложены в ПУЭ и в ГОСТ 1516-58. Требования к стеклянным подвесным вы­

4?

соковольтным изоляторам определяются ГОСТ 14197-69, который распространяется на действующие типы изоля­ торов: ПС6, ПС12, ПС16, ПС22, ПСЗО, а также на вновь разрабатываемые изоляторы типов ПС40 и ПС50. Со­ гласно этому стандарту каждому классу могут соответст­ вовать изоляторы нескольких исполнений, но во всех исполнениях отношение длины пути утечки к строитель­ ной высоте изолятора должно быть не менее 2,2. Требо­ вания к остальным типам стеклянных изоляторов изло­ жены в технических условиях. Все требования к изоля­ торам могут быть разбиты на следующие группы.

Состояние внешнего вида

1. Качество поверхности, стеклянных элементов и ме­ таллических деталей, размеры и допуски, сопряжение деталей и качество антикоррозионных покрытий.

2. Поверхность стеклянной детали изолятора должна быть гладкой, без трещин, посечек, открытых пузырей, морщин, складок, натеков, сколов, свилей, инородных включений.

3.Стекло должно быть прозрачным, окраска допус­ кается, но газовые пузыри и мошка допускаются в не­ значительном количестве и рассредоточенные. В шейке изолятора пузыри не допускаются.

4.Цинковое покрытие металлических деталей долж­ но быть сплошным, без морщин, забоин, царапин и дру­ гих дефектов. Площадь неоцинкованных мест может быть не более 0,5 см2, причем они должны быть закра­ шены краской с алюминиевой пудрой. Цинковое покры­ тие должно выдержать четырехкратное погружение про­ должительностью по 1 мин в раствор медного купороса без образования несмываемого красновато-розового осадка.

5.К подвесным стеклянным изоляторам, подвергаю­ щимся армированию, предъявляются требования к мар­ ке цемента (портланд-цемент не ниже 500 по ГОСТ 9835-66 без гидравлических добавок и без ускорителей).

6.Несоосность стержня и шапки допускается не больше 4°. Между торцом шапки и тарелкой стеклянной детали подвесного изолятора предусматривается обяза­ тельный зазор не менее 1 мм, во избежание соприкосно­ вения шапки со стеклом. Однако некоторые авторы счи­ тают этот зазор не только нежелательным, но даже и

48

вредным. Так в (Л. 8] указано, что зазоры между шап­ кой, тарелкой, а также между штырем и тарелкой явля­ ются источниками сильных разрядов, приводящих к вы­ сокому уровню ірадиопомех. Поэтому в Великобритании на ВЛ 400 кв указанные зазоры или заполняют цемент­ ной связкой или изменяют конфигурацию тарелки с тем, чтобы избежать зазоров между диэлектриком и метал­ лом. Такой зазор величиной. 1—2 мм предусмотрен в ГОСТ на подвесные фарфоровые и стеклянные изоля­ торы.

7.Для подвесных изоляторов предусматривается тре­ бование такого соединения их между собой и с линейной арматурой, при котором обеспечивалась бы шарнирность согласно ГОСТ 11619-65.

8.Учитывая особую ответственность процесса арми­ рования для качества изоляторов, предусматриваются специальные требования к этому процессу, в том числе

ккачеству цементно-песчаного раствора, к эластичным прокладкам, промазкам поверхностей деталей и к защи­ те цементных швов от попадания влаги.

9.Качество термообработки отожженных стеклянных изолятор.ов проверяется выборочно посредством поляри­ скопа. Принцип действия полярископа состоит в следую­ щем: при прохождении плоскополяризованного луча све­

та через полярископ в стекле изолятора наблюдается двойное лучепреломление — получается интерференцион­ ная картина яркости и цвета стекла, по которым и опре­ деляется степень термообработки его.

Электрические характеристики стеклянных изоляторов

1. Все изоляторы должны выдерживать в течение

4 мин .воздействие непрерывного потока искр переменно­ го тока такой величины, при которой на поверхности изолятора образуется непрерывный поток искр, не пере­ ходящих в дугу.

Эти испытания являются массовыми, т. е. такими, ка­ ким подвергается каждый выпускаемый с производства изолятор; испытания потоком искр могут производиться или на полностью заармированном изоляторе или только на стеклянной детали.

2. У изоляторов производятся определения следую­ щих параметров:

а) определение величины пробивного напряжения изолятора (кроме стержневых);

б) определение сухоразрядных и мокроразрядных ха­ рактеристик гирлянд подвесных изоляторов при про­ мышленной частоте и коммутационных перенапряже­ ниях;

в) определение 5 0 % - н о г о влагоразрядного напряже­ ния загрязненного подвесного изолятора при промыш­ ленной частоте;

20 разрядов частоты 50 гц в сухом состоянии и под дож­ дем, а также импульсных разрядов при предразрядном времени 2 мксек;

ж) определение напряжения по уровню радиопомех от короны на одиночном подвесном изоляторе.

Механические и электромеханические характеристики

Подвесные стеклянные изоляторы должны выдержать следующие испытания: 1) одноминутной механической растягивающей нагрузкой, равной 50% нормируемой разрушающей; 2) одночасовой электромеханической на­ грузкой равной 75% нормируемой разрушающей с приложением напряжения промышленной частоты, равного 75% одноминутного испытательного напряже­

ческой испытательной нагрузкой, равной 60% нормируе­ мой разрушающей нагрузки; 5) минимальной разрушаю­ щей электромеханической нагрузкой; 6) механической нагрузкой арматуры подвесных изоляторов, которая должна быть на 10% выше нормируемой разрушающей нагрузки соответствующего класса изолятора.

Все требования к механическим и электромеханиче­ ским характеристикам подвесных стеклянных изоляторов идентичны тем же требованиям к фарфоровым подвес­ ным изоляторам за исключением требования к прочно­ сти остатка стекла в шапке изолятора (после разрушения его тарелки). Это требование является специфиче­ ским для стеклянных подвесных изоляторов тарельчато­ го типа, так как в эксплуатации при электрическом про­ бое или при сильном ударе весь изоляционный, стек­ лянный корпус полностью разрушается, превращаясь

50

в мелкие осколки. При этом осколки тарелки изолятора падают на землю, а остаток (головка) стеклянного эле­ мента остается зажатой в пространстве между шапкой и стержнем (между клиньями цементно-песчаной связ­ ки), удерживая тем самым гирлянду и провод от паде­ ния на землю. Минимально допустимая прочность остат­

ставляет 50% разрушающей нагрузки, что обеспечивает надежность работы линий электропередачи.

По шведским нормам прочность остатка стекла в стеклянном изоляторе по разрушении тарелки послед­ него должна составлять не меньше 80% установленной механической прочности изолятора.

Штыревые изоляторы при выпуске из производства подвергаются выборочной проверке на механическую прочность путем приложения изгибающей нагрузки—до разрушения изолятора.

Все выпускаемые из производства фиксаторные стержневые изоляторы испытываются одноминутной рас­ тягивающей нагрузкой и выборочно доводятся до разру­ шающей нагрузки при растяжении, а опорные — при изгибе.

Термостойкость и термомеханическая прочность

Подвесные стеклянные изоляторы тарельчатого типа должны выдержать испытания на термостойкость путем пятикратного резкого изменения температуры при пере­ паде 70 °С. Эти испытания определяют термостойкость стеклянного элёмента изолятора в статическом состоя­ нии, т. е. без динамических нагрузок.

Другой вид термических испытаний подвесных изоля­ торов носит название «термомеханических», целью кото­ рых является проверка термостойкости подвесных изо­ ляторов при одновременном трехкратном воздействии смены температуры от —60 до +50 °С и механической нагрузки, равной 50% нормированной разрушающей на­ грузки для данного класса изолятора. Эти требования впервые в мировой практике были включены в ГОСТ 6490-53 на фарфоровые подвесные изоляторы на основа­ нии исследований ВЭИ им. В. И. Ленина.

Штыревые и опорно-штыревые изоляторы, изготавли­ вающиеся из малощелочного стекла 1Зв, без закалки,

подвергаются двукратному резкому изменению темпера­ туры при перепаде не менее 45 °С, а также плавному изменению температуры от +50 до —50 °С.

Фиксаторные и опорные изоляторы для железных до­ рог, изготовляемые из стеклофарфора, должны выдер­ живать двукратный перепад температуры не менее 50 °С и плавное изменение температуры от +50 до —50 °С.

Надежность работы изолятора в значительной мере определяется конфигурацией и размерами головки стерж­ ня, сопрягаемой с шапкой изолятора или с арматурой, которые должны соответствовать ГОСТ 11619-65. Что касается головки стержня, заделываемой в стеклянном элементе изолятора, то его форма и размеры зависят от принятой конструкции « размеров внутренней полос іи головки изолятора.

В подвесных изоляторах способ заделки стержня в полости стеклянного элемента и принятые конфигура­ ции стержня и полости изолятора в сочетании с опорной нижней поверхностью шапки являются решающими фак­ торами для обеспечения запроектированной механиче­ ской прочности изолятора. В мировой практике сущест­ вуют две основные формы головки подвесного изолято­

и цилиндрическая форма головки, причем в изоляторах на небольшие и средние нагрузки (6 000, 11 000 кгс) вну­ тренняя и наружная поверхности головки имеют опорные выступы — заплечики (рис. 2-10,s). Такие опорные вы­ ступы обеспечивают лучшее распределение усилий от па­ раллельно расположенных к выступам наклонных по­ верхностей головки стержня и шапки. Благодаря этому удается снизить высоту головки таких изоляторов.

Толщина чугунной шапки в наиболее тонком месте принимается обычно не меньше 5 мм и зависит от при­ нятой марки чугуна. Геометрические размеры захвата шапки и нижней головки стержня должны соответство­ вать ГОСТ 11619-65. Угол отклонения головки стержня в захвате шапки должен быть в пределах 2—6° при на­ груженной гирлянде и в пределах 8—12° при ненагру­ женной. Нижняя (выступающая из изолятора) часть стержня должна обеспечить свободное сцепление изоля­ торов между собой и с линейной арматурой.

Наибольший интерес представляет конструкция под­ весного изолятора с цилиндрической формой головки,

52