Конструкции фарфоровых и стеклянных изоляторов - Конструктивные элементы изоляторов

Усадка фарфоровой массы в процессе сушки и обжига вынуждает формовать изоляторы несколько больших размеров, чем те, какие они должны иметь в окончательном виде. Однако заранее точно предугадать усадку невозможно. Согласно ГОСТ симметричный допуск на наиболее ответственные размеры изоляторов, т. е. на размеры, ограниченные конструктивной длиной и размерами арматуры, а также на размеры, связанные с электрическими и механическими характеристиками изоляторов, не должен превышать значений, приведенных в табл. 1.

Таблица 1. Симметричные допуски (мм) на размеры изоляторов (мм)

Форма (очертание) изолятора определяется условиями, в которых он должен работать. Изоляторы могут быть сплошными (рис. 1, а) или полыми с перемычкой (рис.  1, б), цилиндрическими (рис.  3-1, ё) или коническими (рис. 1, а), с постоянным (рис. 1, ё) или переменным (рис. 1, а) вылетом ребер.
В изоляторах не должно быть резких переходов от толстого сечения к тонкому. Все углы следует закруглять. Изоляторы покрываются белой глазурью, за исключением рифленых поверхностей и торцев. Иногда применяется покрытие изоляторов цветной глазурью.
Изоляторы внутренней установки имеют ребра в виде симметричных кольцевых выступов треугольного сечения со сглаженными углами (табл. 2). Ребра повышают напряжение, при котором появляются скользящие разряды. Изоляторы климатического исполнения УХЛ на 6—10 кВ имеют одно ребро (рис. 1,6), изоляторы на 15—20 кВ — два-три ребра, а изоляторы на 35 кВ — от трех до пяти ребер.
Изоляторы наружной установки имеют ребра зонтообразной формы с капельницами или углублениями, препятствующими затеканию воды на их нижнюю поверхность (табл. ). Применяются и другие конфигурации ребер (см. рис. 2). Путь утечки по поверхности изолятора и напряжение, которое он выдерживает под дождем t/дож, зависят от вылета ребра hp (см. рис. 2) и числа ребер. Когда hp становится равным половине расстояния между ребрами tv (или большим ее), разряд перестает идти вдоль поверхности ребер и начинает распространяться по воздуху от ребра к ребру.
Таблица 2. Форма и размеры ребер фарфоровых изоляторов внутренней установки, мм

Примечание: Iут — путь утечки по поверхности ребра от точки А до точки Б; разность Iух- / соответствует увеличению пути утечки от одного ребра.
Выдерживаемое под дождем напряжение перестает увеличиваться. Таким образом, целесообразно выбирать Ар = 0,5^р. Однако необходимость обеспечить установленный путь утечки Iп.у заставляет увеличивать отношение Ap/fp. При выборе hp и r2 следует учитывать также и технологические возможности. Приводим вылет ребра hp, рекомендуемый для изоляторов с наружным диаметром DH:

Расстояние V от нижнего ребра до арматуры при креплении цементирующим составом лежит в пределах 1,5—8 см (рис. 2). Меньшие значения относятся к изоляторам, у которых заполнение зазора цементирующим составом возможно с торца изолятора, а большие значения — к изоляторам, заполнение зазора которых цементом производится со стороны ребра.

Условное обозначение изоляторов: И — изолятор, О — опорный, П — проходной, Н — наружной установки, I — штыревой C —стержневой; первое число—номинальное напряжение, кВ;
второе число — минимальная разрушающая нагрузка на изгиб, приложенная к верхнему фланцу изолятора при закрепленном нижнем, кН (рис. 5) или даН (кг) (рис. 6 и 7); далее следуют буквы: кр — с нижним круглым фланцем, ов — с овальным и кв — с квадратным фланцем; У, XJ1, Т — климатическое исполнение; 1, 2 и 3 — категории размещения; I и II — варианты промышленного исполнения; для изоляторов исполнения I числа 375 и 750 даН (кг) соответствуют минимальной разрушающей нагрузке на разрыв.

Рис. 4. Опорные изоляторы

Таблица 5. Характеристики колонок из опорных изоляторов

Таблица 4. Характеристики изоляторов опорных наружной установки (к рис. 5 —7)

Примечание. Колонки на 110—330 кВ выполняются одностоечными из нескольких изоляторов, поставленных один на другой. Колонки на 500— 1150 кВ выполняются в виде треног, составленных по высоте из нескольких изоляторов. Колонки на 330 кВ и выше имеют экраны для выравнивания напряжения по высоте колонки и для защиты от короны.

Рис. 5. Опорно-штыревые изоляторы

Рис. 6. Опорно-стержневые изоляторы 10—35 кВ

Рис. 7. Опорно-стержневые изоляторы 110 кВ

Разработана унифицированная серия опорно-стержневых изоляторов на номинальные напряжения 110, 150, 220, 330 и 500 кВ. Они имеют два исполнения по длине пути утечки, но одинаковую высоту для одного номинального напряжения. Механическая прочность на изгиб для изоляторов всех номинальных напряжений: 4, 6, 8 и 12,5 кН. Максимальная высота изоляторов этой серии в единичном исполнении 1700 мм, что позволяет выполнить их на напряжение 150 кВ в одном элементе. На напряжения от 220 до 500 к В комплектуются одиночные колонки из двух или трех элементов. Верхними элементами во всех колонках являются изоляторы на 110 или 150 кВ. Последующими элементами в колонках служат нестандартные изоляторы высотой от 880 до 1700 мм с разрушающим усилием на изгиб от 6,5 до 48 кН. Серия состоит из 32 типов отдельных изоляторов на 110 и 150 кВ, что позволяет получить 68 типов изоляционных колонок на 220—500 кВ.