Типы изоляторов. Основные характеристики

Электрические изоляторы предназначены для крепления шин, проводов и прочих токоведущих элементов к корпусу электроустановки, консолям опор и прочим конструкциям. Помимо этого они изолируют проводники при прохождении через стены, позволяют отделить электроустановки друг от друга и прочие несущие функции. Конструкция и размеры изоляторов определяются прикладываемыми к ним механическими нагрузками, электрическим напряжением установок и условиями их эксплуатации. Все электрические изоляторы классифицируются по следующимпараметрам:

По напряжению: все изоляторы изготовляются на определенные классы напряжения (Uн, кВ): 1;  6; 10; 15; 20; 35; 110; 150; 220; 330; 400; 500; 750; 1150. Чем выше Uн изоляторов, тем больше их габариты и масса, тем они сложнее в изготовлении, монтаже и эксплуатации.

По условиям работы: 

Изоляторы наружной установки, работающие на открытом воздухе, изготавливаются для районов умеренного (У), холодного (Х) и тропического (Т) климата, имеют сильно развитую поверхность юбки с большим количеством ребер. Ребра служат для увеличения длины пути тока утечки с целью повышения разрядных напряжений изоляторов под дождем и в условиях увлажненных загрязнений.

Изоляторы внутренней установки (для работы в помещениях) имеют гладкую поверхность или небольшие ребра,  изготовляются на напряжения 35кВ и ниже. Для закрытых РУ (ЗРУ) более высоких классов напряжения (110 и 220кВ) используются изоляторы наружной установки на соответствующие номинальные напряжения.

По назначению и расположению токоведущей части:

Опорные изоляторы 

Опорные изоляторы  внутренней установки предназначены для изоляции и крепления токоведущих частей в электрических аппаратах и распределительных устройствах.

Шинные изоляторы типа «бочонок» применяются для крепления токопроводящих шин внутри силовых шкафов или других устройств, для неподвижной фиксации и изоляции частей, находящихся под напряжением, от корпуса и панелей сборки с последующим подключением силовых проводников для распределения электроэнергии внутри щита. Крепление шинного изолятора осуществляется с помощью болта.

Изоляторы опорно-стержневые наружной установки предназначены для изоляции и крепления токоведущих частей в электрических аппаратах и распределительных устройствах электрических станций и подстанций переменного тока напряжением 10 – 35 кВ частотой до 100 Гц при температуре окружающего воздуха от – 600С до + 50оС в районах 1-4 степени загрязнения, например на объектах РЖД.

Опорно-штыревые изоляторы применяются для наружных установок в тех случаях, когда требуется высокая механическая прочность и опорно-стержневые применены быть не могут. Штыревые линейные изоляторы на напряжение 6-10 кВ состоит из фарфоровой или стеклянной изолирующей детали, в который ввертывается металлический крюк или штырь.  Механическая прочность изолятора такого типа определяется прочностью его штыря, а не изоляционного тела, так как изгибающий момент, из-за малого плеча много меньше изгибающего момента приложенного к щтырю.

Проходные изоляторы

Изоляторы проходные внутренней установки предназначены для устройства переходов токоведущих линий сквозь стены либо для ввода электрических проводов внутрь блоков различной аппаратуры, для изоляции и соединения токоведущих частей закрытых распределительных устройств с открытыми распределительными устройствами.

Изоляторы тупиковые внутренней установки — частный случай проходного изолятора. Конструктивно тупиковые изоляторы похожи на проходные,  но вместо сквозных отверстий в них предусматривается глухая стенка с торцевыми креплениями для закрепления проводников. Изоляторы тупиковые применяются в крайних ячейках секции КРУ для фиксации сборных шин.

Изоляторы проходные для установки на открытом воздухе – штыревые, стержневые, тарельчатые. Проходные изоляторы, предназначенные для наружной установки, имеют более развитую поверхность той части изолятора, которая располагается вне помещения. Проходные изоляторы внешней установки предназначены для изоляции от токоведущих частей закрытых распределительных устройств.

Тяговые изоляторы 

Тяговые изоляторы или тяги изолирующие используются в электрических аппаратах для передачи движения от одних частей к другим, которые находятся под разными потенциалами. Изоляторы тяговые применются в разъединителях и выключателях нагрузки напряжением.

Линейные изоляторы наружной установки

Линейные изоляторы служат для изоляции проводов и тросов и крепления их к опорам линии электропередачиВ условиях эксплуатации изоляторы находятся под электрическим напряжением и одновременно воспринимают механическую нагрузку от массы проводов, гололедных отложений, напора ветра, вибрации, «пляски» а также тяжения проводов. Поэтому линейные изоляторы наряду с электрической должны обладать достаточной механической прочностью, которая обычно характеризуется допустимой механической нагрузкой. По конструкции линейные изоляторы производятся штыревые, тарельчатые, стержневые, орешковые, анкерные. (НТЦ ЭНЕРГО-РЕСУРС линейные изоляторы не производит).

По материалу изготовления:

Фарфоровые изоляторы. Изготавливаются из электротехнического фарфора, поверх которого наносится слой глазури. После этого изделия обжигают в печах.

Стеклянные изоляторы. Производятся из особого закаленного стекла. В отличие от фарфоровых изоляторов, они обладают высокой механической прочностью, меньшими весом и габаритными размерами, большим сроком эксплуатации. Изоляторы из стекла стоят дороже аналогичных изделий из фарфора.

Полимерные изоляторы. Для производства используются особые пластические массы. Данные изделия предназначаются для изоляции и механического крепления токоведущих частей в электрических устройствах, а также для монтажа токоведущих шин распределительных механизмов электростанций.

Стеклянные и фарфоровые изоляторы во многом уступают полимерным изоляторам, которые более устойчивые к загрязнениям, температурным воздействиям и актам вандализма.

Основные характеристики изоляторов:

Номинальное напряжение эксплуатации Uн.

Разрядные напряжения: 

  • сухоразрядное напряжение Uсхр — напряжение перекрытия чистого сухого изолятора при напряжении частотой 50 Гц (эффективное значение напряжения);
  • мокроразрядное напряжение Uмкр — напряжение перекрытия чистого изолятора, смоченного дождем, падающим под углом 45о к вертикали, при напряжении частотой 50 Гц (эффективное значение напряжения);
  • импульсное разрядное напряжение Uимп — пятидесятипроцентное напряжение перекрытия стандартными грозовыми импульсами (амплитуда импульса, при которой из десяти поданных на изолятор импульсов пять завершаются перекрытием, а оставшиеся пять не приводят к перекрытию);
  • пробивное напряжение Uпр — напряжение пробоя изоляционного тела изолятора на частоте 50 Гц. Пробой вызывает необратимый дефект изолятора.

Геометрические параметры и вес:

  • строительная высота Hc, то есть габарит, который изолятор занимает в конструкции после его установки;
  • наибольший диаметр D изолятора;
  • длина пути утечки по поверхности изолятора lу;
  • кратчайшее расстояние между электродами по воздуху lс (сухоразрядное расстояние), от которого зависит сухоразрядное напряжение;
  • мокроразрядное расстояние lм, определяемое в предположении, что часть поверхности изолятора стала проводящей из-за смачивания дождем, падающим под углом 45о к вертикали.

Механические характеристики:

  • минимальная разрушающая сила на растяжение, имеющая преимущественное значение для подвесных изоляторов;
  • минимальная разрушающая сила на изгиб, имеющая преимущественное значение для опорных и проходных изоляторов;
  • минимальная разрушающая сила на сжатие, которая для большинства изоляторов имеет второстепенное значение. Измеряют минимальную разрушающую силу в деканьютонах (даН), что почти совпадает с килограммом силы, или в килоньютонах (кН).

Термостойкость: стойкость к резким изменениям температуры для изоляторов наружного применения. Для изоляторов внутренней установки как правило задается температурный диапазон эксплуатации.

По теме

ГОСТы по изоляторам

Сравнение изоляторов из разных материалов. Преимущества и недостатки

Популярные товары

Изоляторы полимерные всех типов

Индикаторы наличия напряжения 6-35 кВ

X