3.3.3. Проходные изоляторы

Проходные изоляторы (вводы) применяются для изолирования и механического крепления токоведущих частей (шин, проводов), проходящих сквозь заземленные крышки аппаратов, перегородки, стены распределительных устройств и т. д. Поэтому проходные изоляторы должны обладать достаточной электрической и механической прочностью и обеспечивать пропускание тока определенной величины.

Высоковольтные проходные изоляторы, предназначенные для работы при напряжении выше 35 кВ, называются вводами.

Проходные изоляторы (в частности, вводы в высоковольтных аппаратах и конструкциях), в отличие от других типов изоляторов, имеют неблагоприятное расположение электродов (рис. 3.13), при котором радиальная составляющая напряженности электрического поля Е_r вблизи фланца намного превосходит тангенциальную составляющую Е_, что приводит к крайне неравномерному распределению поля и неравномерному снижению разрядных напряжений.

Рис. 3.13. Эскиз проходного изолятора: 1 – токоведущий стержень; 2 – изолятор; 3 – фланец

Рис. 3.14. Проходной изолятор со сплошной фарфоровой изоляцией

Проходные изоляторы изготавливают для внутренней и наружной установок, поэтому последние должны быть рассчитаны на мокроразрядное напряжение. Различают проходные изоляторы со сплошной фарфоровой изоляцией и изоляторы с полостью, которая может быть заполнена газом (воздухом), минеральным маслом или компаундом.

Проходной изолятор со сплошной фарфоровой изоляцией (рис. 3.14) состоит из фарфорового элемента 1, внутри которого проходит стержень (шина) 2, двух фланцев (колпачков) 3 на концах изолятора для крепления токоведущей части и опорного фланца 4, служащего для механического крепления изолятора к конструкции аппарата или стенки распределительного устройства, через которую осуществляется ввод высокого напряжения. Опорный фланец соединяется с фарфором с помощью цементной связки 5. Между колпачком и фарфором помещаются амортизирующие картонные прокладки и уплотнения.

Изоляторы для наружной установки имеют ребристую поверхность, а для внутренней – гладкую или волнистую. Для увеличения сухоразрядного напряжения опорный (средний) фланец экранируют ребрами, обращенными к фланцу, с металлизированной поверхностью, электрически соединенной с металлическим фланцем.

Применение промежуточных ребер также позволяет повысить разрядные напряжения.

Нижняя часть аппаратных изоляторов помещается в масло, имеет гладкую поверхность и приблизительно вдвое короче воздушной (наружной) части.

Для исключения ионизационных процессов в воздушном зазоре между токоведущим стержнем и внутренней стенкой изолятора последняя может металлизироваться и соединяться с токоведущим стержнем.

Расчет сплошных фарфоровых проходных изоляторов ведется в направлении определения толщины стенки изолятора, обеспечивающей необходимый запас электрической и механической прочности при заданных воздействующих факторах. Наиболее часто сплошные фарфоровые изоляторы применяются на напряжение 6…10 кВ.

Рис. 3.15. Сечение проходного изолятора с полостью: 1 – токоведущий стержень (труба); 2 – изоляционное покрытие; 3 – полость; 4 – фарфор

Проходные изоляторы с полостью находят применение в установках напряжением до 35 кВ. С точки зрения электрической прочности наиболее слабым местом такого изолятора (рис. 3.15) является полость, заполненная газом, маслом или компаундом.

Пробой полости ведет к полному пробою изолятора. Поэтому максимальная напряженность поля в полости изолятора не должна превышать допустимых значений для выбранной среды, т. е. Е_max  Е_доп, при этом Е_доп должна быть меньше пробивной напряженности полости Е_пр.