3.3.2. Опорные изоляторы

Опорные изоляторы предназначены для механического крепления шинопроводов, деталей аппаратов и проводов, находящихся под различными потенциалами, а также для изолирования их от заземленных конструкций и между собой в закрытых и открытых РУ.

В зависимости от условий работы опорные изоляторы бывают внутренней и наружной установки.

Опорные изоляторы внутренней установки. Изоляторы внутренней установки являются изоляторами стержневого типа, которые можно разделить на изоляторы с внутренней (рис. 3.8, а) и наружной (рис. 3.8, б) заделкой арматуры. Они изготавливаются из фарфора и применяются до напряжения 35 кВ. Арматура у изоляторов с внутренней заделкой выполняет роль внутреннего экрана. Внутренний экран и ребро увеличивают разрядное напряжение изолятора. Как наружная, так и внутренняя поверхности изолятора покрываются белой глазурью. Изоляторы с внутренней заделкой арматуры на 35…40 % меньше по высоте, чем изоляторы с наружной заделкой, они имеют меньшую массу фарфора и арматуры.

Рис. 3.8. Опорные стержневые изоляторы для внутренней установки: 1 – тело изолятора; 2 – металлическая арматура изолятора; 3 – цементно-песчаная заделка; 4 – прокладка

Опорные изоляторы наружной установки. Опорные изоляторы для наружной установки делятся на штыревые и стержневые. Основным материалом таких изоляторов является фарфор, но имеются штыревые изоляторы из стекла на напряжение 6…10 кВ.

Опорные изоляторы, предназначенные для наружной установки, имеют развитые ребра, существенно повышающие мокроразрядное напряжение. Форма ребер показана на рис. 3.9.

Рис. 3.9. Ребра опорных изоляторов наружной установки

Рис. 3.10. Штыревой опорный изолятор наружной установки типа ОНШ-35

Кромки ребер отогнуты книзу, образуя так называемую капельницу. Вода с капельницы скатывается, как показано на рисунке, жирными стрелками, оставляя сухой нижнюю поверхность ребер. При наклонном дожде верхние ребра частично защищают от влаги нижние ребра. Оптимальное соотношение между вылетом ребра а и расстоянием между ребрами l лежит в пределах 0,5 < < 1,0.

Штыревые опорные изоляторы. Такие изоляторы используются в тех случаях, когда требуется большая механическая прочность на изгиб, которая обеспечивается, в основном, штырем из стали 1. Изолятор состоит из изоляционной детали 2, которая с помощью цементной связки 4 скрепляется с металлической арматурой – штырем и колпачком или шапкой 3. Изолирующая деталь опорных штыревых изоляторов на напряжение 6…10 кВ выполняется одноэлементной, а на напряжение 35 кВ – двух- или трехэлементной (рис. 3.10).

В установках на напряжение 110 кВ и выше используются колонки, состоящие из нескольких, установленных друг на друга опорных изоляторов на 35 кВ.

Стержневые опорные изоляторы. На напряжение 35 кВ и выше применяются опорные изоляторы в виде сплошных фарфоровых стержней (рис. 3.11, а).

Такие изоляторы являются практически непробиваемыми, поэтому для них отсутствует расчет электрической прочности фарфора. Выбор числа ребер ведется по формуле n = 1,5…0,065 U_н, шт. (U_н – номинальное напряжение, кВ). С учетом загрязнения атмосферы число ребер может быть увеличено. Между вылетом ребра а и расстоянием l желательно выдерживать соотношение а  0,5 l.

Рис. 3.11. Эскизы опорно-стержневых изоляторов: а – сплошной стержневой типа ОНС; б – колонка из пустотелых стержневых изоляторов типа КО

На U  110 кВ собираются колонки из отдельных пустотелых стержневых изоляторов (рис. 3.11, б).

Для предупреждения возникновения разрядов в полости изоляторы, собираемые в колонки, изготавливают с фарфоровыми перегородками. Иногда внутренние полости заполняются трансформаторным маслом, компаундом или газом.

Отечественная промышленность освоила выпуск стержневых опорных изоляторов до 110 кВ из комбинированной полимерной изоляции, состоящей из стеклопластикового цилиндра с оребренным покрытием из кремнийорганической резины.

На напряжение 500 кВ и выше для одиночных опорных колонок требуются изоляторы весьма высокой механической прочности, изготовление которых представляет большие трудности. В связи с этим в установках напряжением 500 кВ и выше применяются опорные конструкции, состоящие из нескольких параллельных колонок опорных изоляторов.

О бычно применяются конструкции с тремя колонками, образующими конусообразный треножник.

В основании, на верхушке и в середине треножник укрепляется на рамах, скрепляющих все три колонки. Изоляторы в таких конструкциях испытывают механические усилия не только на изгиб, но и на растяжение и сжатие.

За рубежом с целью увеличения механической прочности на изгиб разработаны изоляторы типа «Мультикон», представляющие собой изолирующие колпачки, поставленные друг на друга и склеенные между собой (рис. 3.12). Эти изоляторы достаточно сложны и дороги.

В АООТ «СибНИИЭ» разработаны опорные конструкции из электроизоляционного бетона для конденсаторных батарей, которые применяются на подстанциях 110 и 500 кВ, что позволяет существенно снизить капитальные затраты при строительстве.