2.4.Выбор изоляторов

Выбор изоляторов закрытых установок. Условия работы изоляции ЗРУ более благоприятные, т.к. изоляция менее подвержена воздействию различных атмосферных условий. Кроме того, абсолютные значения внутренних и атмосферных перенапряжений в сетях до 20 кВ значительно меньше, чем в сетях 35 кВ и выше. Поэтому запас электрической прочности изоляторов на напряжение до 20 кВ достаточно высок.

Однако в диапазоне генераторных напряжений значения токов короткого замыкания могут достигать десятков и сотен тысяч ампер. Поэтому опорные и проходные изоляторы ЗРУ, выбранные по номинальным значениям напряжения и тока, обязательно должны проверяться на динамическую стойкость при коротких замыканиях.

Сущность этого расчета сводится к определению изгибающего момента, действующего на изолятор при максимальном значении ударного тока КЗ для принятого расположения шинопроводов. Иногда расчет сводят к определению критического пролета между изоляторами по каталожному значению изгибающего момента для выбранного изолятора. Подробно эти вопросы рассматриваются в курсе «Электрические станции».

Выбор изоляторов наружной установки. Для обеспечения надежной работы выбор типа и количества изоляторов в гирлянде необходимо производить с учетом климатических условий и степени загрязнения атмосферы. По степени загрязнения атмосферы районы подразделяются на 6 категорий. К I категории относятся районы, имеющие наименьшую степень загрязнения атмосферы: это сельскохозяйственные районы, луга, леса, болота, тундра Ко II категории относятся районы с сильной ветровой эрозией почвы, сельскохозяйственные районы, где применяются химические удобрения и гербициды, промышленные города. Территория вблизи промышленных предприятий в зависимости от вида и объема производства, а также территории вблизи морей, соленых почв и озер относятся к III-VI зонам загрязнения.

Размеры этих зон – минимальный защитный интервал для различных производств определяется руководящими указаниями по выбору изоляции. Если имеет место наложение зон загрязнения от двух источников, то степень загрязнения определяется по источнику, создающему наибольшее загрязнение.

Для конкретных климатических условий с учетом степени загрязнения атмосферы электрическая прочность гирлянды будет обеспечена, если

, (2.5)

где – число изоляторов в гирлянде; – длина пути утечки одного изолятора.

Количество изоляторов в гирлянде

. (2.6)

Значения приведены в таблице

Таблица 2.1 – Значения

	1,5	2,0 – 2,3	2,3 – 2,7	2,7 – 3,2	3,2 – 3,5
	1,0	1,1	1,2	1,3	1,4

Для обеспечения надежной работы гирлянд под дождем при воздействии внутренних перенапряжений, количество элементов в гирлянде должно удовлетворять условию

, (2.7)

где и – соответственно расчетное мокроразрядная напряженность и строительная высота принятого изолятора; – расчетная кратность внутренних перенапряжений. Значения принимаются 3 для ЛЭП 110–220 кВ; 2,7 – 330 кВ; 2,5 – 500 кВ. .

В процессе эксплуатации возможны повреждения отдельных элементов, поэтому правила устройства электроустановок (ПУЭ) рекомендуют увеличить количество изоляторов, определенных расчетным путем, на один – для ВЛ 110–220 кВ и два – для 330 кВ и выше.

Рекомендуемое количество элементов наиболее распространенных типов изоляторов в поддерживающих гирляндах ВЛ 110–500 кВ на металлических и железобетонных опорах при высоте до 1000 м над уровнем моря приведено в таблице 2.2.

Количество подвесных изоляторов в натяжных гирляндах увеличивается на один по сравнению с рекомендуемым для поддерживающих гирлянд. На переходных опорах высотой более 40 м количество изоляторов в гирлянде следует увеличивать по сравнению с принятыми для всех остальных опор этой ВЛ на один изолятор на каждые 10 м высоты опоры сверх 40 м. Для ВЛ проходящих на высоте более 1000 м над уровнем моря, количество элементов в гирлянде увеличивается на один.

Таблица 2.2 – Количество элементов наиболее распространенных типов изоляторов в гирлянде

Тип изолятора	Количество изоляторов, шт. при напряжении ЛЭП, кВ
	110	220	330	500
ПФ6-А	7	13	19	–
ПФ6-Б	7	14	20	27
ПФ6-В	7	12	18	25
ПФ16-А	6	11	17	23
ПФ20-А	–	10	14	20
П-8,5	6	11	16	22
П-11	6	11	15	21
ПФЕ-11	6	11	16	21
ПС6-А	8	14	21	29
ПС-11	7	12	17	24
ПС12-А	7	13	19	26
ПС16-А	6	11	16	22
ПС16-Б	6	12	17	24
ПС22-А	–	10	15	21
ПС30-А	–	11	16	22
ПС30-Б	–	11	16	22

Количество изоляторов на ВЛ, проходящих в местах с сильным загрязнением атмосферы, должно выбираться с учетом местных условий. При этом для районов IV–VI следует рассматривать возможность использования специальных изоляторов.

Выбор типа и числа подвесных и опорных изоляторов для ОРУ производится аналогичным образом, как и для ВЛ. Однако, следует учитывать, что к изоляции ОРУ предъявляются более высокие требования, так как повреждение изоляции ОРУ может привести к тяжелым авариям и повреждению дорогостоящего оборудования. Поэтому для оборудования предназначенного для установки в ОРУ, значение эффективной длины утечки устанавливаются в зависимости от категории исполнения А, Б или В. Оборудование категории А предназначено для районов со степенью загрязнения I – II. Оборудование категории Б имеет усиленное исполнение и предназначено для районов III – IV категории. При степени загрязнения 6 используется оборудование категории В.

При степени загрязнения III–VI рекомендуют выносить ОРУ из зоны повышенных загрязнений, а размещение ОРУ 500–750 кВ в районах IV–VI вообще не допускается.

Таблица 2.3 – Эффективная длина утечки для категорий оборудования

Категория электрооборудования
	с заземленной нейтралью	с изолированной нейтралью
А	1,50	1,7
Б	2,25	2,6
В	3,10	3,5

Для увеличения разрядных напряжений в условиях загрязненной атмосферы применяют изоляторы с поверхностью, покрытой полупроводниковой глазурью или водоотталкивающей смазкой. В условиях эксплуатации применяется также периодическая обмывка изоляции.

Коэффициент запаса механической прочности принятых изоляторов согласно ПУЭ должен составлять: для ВЛ в нормальном режиме – не менее 2,7; при среднегодовой температуре, отсутствии гололеда и ветра – не менее 5,0; в аварийном режиме для ВЛ 500 кВ – не менее 2,0; а на напряжения 330 кВ и ниже – не менее 1,8.