- Що з себе представляють електричні ізолятори?
- Типова конструкція
- позначення ізоляторів
- Класифікація
- Відео на додаток теми
Допоможіть розробці сайту, ділитися статтею з друзями!
Обов'язковою умовою для передачі електричної енергії є провідникової матеріал, необхідний для протікання струму. Але для виключення можливості попадання потенціалу на несучі конструкції і інші елементи встановлюються електричні ізолятори. У сучасній електротехніці неможливо уявити собі роботу будь-яких силових пристроїв без ізоляторів.
Що з себе представляють електричні ізолятори?
Електричні ізолятори є діелектричний елемент електроустановки, конструктивно виконується з ізоляційного матеріалу і армуючих деталей. Діелектрик призначений для електричного відокремлення, а металеві конструкції дозволяють зафіксувати як сам ізолятор, так і провідники на ньому. Як діелектричного матеріалу використовується скло, полімер або кераміка.
призначення
Електричні ізолятори призначені для кріплення шин, проводів, трали та інших струмоведучих елементів до корпусу електроустановки, консолей опор і іншим конструкціям. Крім цього вони ізолюють провідники при проходженні через стіни, дозволяють відокремити електроустановки один від одного і інші несучі функції.
Залежно від місця установки їх підрозділяють на внутрішній і зовнішній. Також важливе значення відіграє клас напруги, на який розрахований той чи інший ізолятор. Через що буде відрізнятися його конструктивне виконання і певні технічні характеристики, що визначають можливість їх застосування в тих чи інших електроустановках 1].
Основні технічні характеристики
Відповідно до вимог нормативних документів, для електричних ізоляторів регламентуються такі характеристики:
- Сухоразрядное напруга - це така величина, при якій відбудеться електричний розряд в умовах сухого стану поверхні.
перекриття ізолятора - Мокроразрядное напруга - визначає таку ж величину, як і попередній параметр, але за умови потрапляння дощу на поверхню. При цьому розглядається такий варіант, коли напрямок струменів розташовується під кутом 45 °.
При такому потоці струменів під кутом 45 °, які позначені на малюнку 2 буквою А, забезпечується максимальне обтікання поверхні Б, і, як наслідок, забезпечується мінімальний опір електричному струму - від 9, 5 до 10, 5 кОм * см. Цей параметр завжди нижче сухоразрядного.
- Напруга Пробопідготовка я - являє собою таку величину, при якій відбудеться пробій між двома полюсами. Залежно від конструкції, полюса можуть бути представлені стрижнем і шапкою або шиною і фланцем.
- Механічна міцність - перевіряється навантаженням на вигин, розрив або зріз головки. При цьому конструкцію жорстко закріплюють і прикладають до неї зусилля, плавно підвищується до такого рівня високої напруги в матеріалі, яке призводить до руйнування.
- Термічна стійкість - випробовується за допомогою почергового нагрівання і різкого охолодження. Складається з двох-трьох циклів, залежно від матеріалу і конструкції. Після чого прикладається електричний потенціал, що створює множинні розряди.
Перевірка технічних характеристик.
Слід зазначити, що випробувальні процедури не є обов'язковими для всіх ізоляторів, що випускаються на заводі. Електричним, термічним і механічним впливам піддаються тільки 0, 5% від партії. Обов'язковою для всіх ізоляторів є перевірка напругою перекриття протягом трьох хвилин, при якому на ізоляторі виникають іскрові розряди.
У підвісних ізоляторів обов'язково перевіряється механічна характеристика. Для цього протягом хвилини до нього додається механічне навантаження, яку регламентують заводські або державні норми.
Такі випробування забезпечують нормальну роботу електричних ізоляторів при номінальних токах і номінальних напругах в мережі. А також, достатній рівень надійності. Крім цього, деякі моделі піддаються періодичній перевірці в ході експлуатації. За результатами періодичних оглядів і випробувань вони можуть проходити очистку, вибракування і заміну.
Типова конструкція
Для початку розберемо приклад типової конструкції на ескізі штирьового ізолятора.
Як бачите на малюнку 3, в конструкції передбачені ребра А і Б. Які дозволяють збільшити електричну міцність за рахунок подовження шляху для струму витоку по поверхні. У зв'язку з різними кутами нахилу ребер забезпечується можливість захисту від опадів, що випадають. Так ребра А мають менший ухил, тому вони найбільш актуальні для твердих опадів - снігу, бруду і т.д. Тому що волога може підлизуватися під низ і значно скорочувати величину розрядної напруги.
На відміну від них, спідниці Б дозволяють повністю виключити можливість потрапляння вологи при дощовій погоді. Це забезпечує постійний запас опору, яке і гарантує величину напруги пробою. Крім цього, спідниці Б не бояться намерзання ожеледі і можуть забезпечувати нормальну роботу високовольтних ліній в разі складної метеорологічної ситуації.
Для кріплення головки стержня передбачена різьблення В, яка дозволяє закріпити конструкцію на консолі або армуючих гаках. У верхній частині знаходиться жолоб Г для фіксації дроти. Додатково провід ув'язується дротом для більш надійного кріплення повітряних ЛЕП.
Прохідний ізолятор має трохи іншу конструкцію, так як його завдання не тільки ізолювати токоведущую шину від стіни, але і забезпечити нормальний перебіг струму всередині самого ізолятора. Подивіться, шина обжимается з обох сторін алюмінієвою кришкою для її надійного закріплення зовні. Усередині механічне кріплення здійснюється за рахунок герметика, який крім цього запобігає потраплянню забруднювачів і агресивних речовин. Також для зручності кріплення проводів або шин може бути встановлений додатковий пелюстка на самій кришці, як показано на малюнку 4.
Захисна оболонка з кремнийорганической гуми перешкоджає електричного пробою по поверхні від шини до фланця. Ізоляція від пробою внутрішніх елементів виконується за допомогою стеклопластиковой труби, яка поміщається всередину ребристою сорочки. Більш детальну інформацію про параметри можна почерпнути з позначення моделі.
позначення ізоляторів
У маркуванні кожного виробу міститься інформація про його тип, матеріалі та інших характеристиках. Подивіться приклад маркування для ізолятора НСПКр 120 - 3 / 0, 6 - Б.
- Перша літера Н вказує на призначення моделі, в даному випадку Н - натяжна. Також може бути К - консольний, Ф - фіксаторний, П - підвісний.
- З - позначає, що це стрижневий ізолятор.
- П - ізоляційний матеріал, в даному випадку П - полімер.
- К - зовнішнє покриття, в даному випадку кремнийорганическая гума.
- р - індекс, що позначає, що захисна оболонка ребриста цільнолита.
- 120 - показник нормованого руйнівного зусилля в кН.
- 3 - клас напруги проводів ПЛ, для якого застосовується.
- 0, 6 - позначає довжину шляху струму витоку, що вимірюється в метрах.
- Б - позначає вид зачеплення.
Класифікація
Для забезпечення надійного електропостачання та дотримання максимального рівня безпеки в кожному конкретному випадку в електроустановках повинні застосовуватись ізолятори відповідного типу і конструкції. Залежно від критерію виділяють кілька параметрів їх класифікації.
За призначенням
Залежно від призначення виділяють такі види ізоляторів:
- Стаціонарні - застосовують для механічного кріплення струмоведучих стрижнів або ошиновки в розподільних пристроях. Залежно від призначення стаціонарні ізолятори додатково підрозділяються на опорні і прохідні. Так опорні ізолятори виступають в ролі підстави, на яке кріпляться шини в осередках або несучих конструкціях. Прохідні ізолятори дозволяють провести токоведущий елемент крізь стіну або перекриття приміщення.
- Апаратні - мають схожу призначення зі стаціонарними, але стосовно до будь-яких апаратів. Наприклад, апаратні ізолятори знайшли широке застосування в випрямних установках, силових приладах, комплектних підстанціях, установках апаратів високої напруги та інших агрегатах. Подивіться на малюнок 5, тут представлений приклад його використання, де він має позначення АІ.
Мал. 5. Приклад апаратних ізоляторів - Лінійні - використовуються для зовнішньої установки під високовольтні лінії або ошиновка відкритих розподільних пристроїв. Відмінною рисою лінійних ізоляторів є наявність широких ребер або спідниць, призначених для збільшення шляху поверхневого пробою в разі випадання опадів.
За матеріалом виконання
Залежно від застосовуваного діелектрика виділяють такі види ізоляторів:
- З порцеляновим корпусом - відрізняються високою механічною міцністю на стиск, але бояться динамічних впливів. Для запобігання появи провідних каналів, через осідання пилу і бруду на поверхні, керамічний матеріал покривається глазур'ю.
- Полімерні ізолятори - підрозділяються на моделі, які мають пружну деформацію і монолітні. Відрізняються куди більшим питомим опором матеріалу, ніж порцелянові. Але м'яка поверхня в більшій мірі схильна до забруднення, ніж покритий глазур'ю фарфор. Крім цього через вплив ультрафіолету полімер руйнується і втрачає властивості, тому їх застосовують для внутрішньої установки.
- Скляні електричні ізолятори - відрізняються не такою високою міцністю, схильні до сколів при динамічних впливах. Але на відміну від інших матеріалів не схильні до дії агресивних реагентів. Мають меншу вагу і більш прості в обслуговуванні, ніж порцелянові.
За способом кріплення на опорі
Залежно від способу кріплення бувають:
- Штирьового типу (а) - кріпляться за допомогою металевої арматури і виступають в ролі опори повітряних ЛЕП, звідки і виникла назва опорно-штирові ізолятори.
- Підвісні (б) - виконуються тарілчастими ізоляторами, які збираються в гірлянди, в залежності від класу напруги приєднаних до них електричних апаратів.
- Стрижневі (в) - мають форму суцільного стержня, який встановлюється в якості опорного або підвішується за елементи арматури в якості натяжної. Опорно-стрижневі ізолятори встановлюється в розподільних пристроїв для ізоляції шин. На їх краях за допомогою чавунних крил кріпляться струмопровідні частини.
Відео на додаток теми
Огляд електричних ізоляторів типу "ПС":