Электрическая изоляция в районах с загрязненной атмосферой - Форма изоляторов для загрязняемых районов

Длительный опыт позволил установить общие требования к конструктивной форме изоляторов, работающих в загрязненных районах, которые могут быть охарактеризованы следующими положениями:
Поверхность изолятора в наибольшей мере должна самоочищаться при воздействии дождя и ветра.
У изолятора загрязнениям должна подвергаться минимальная часть его поверхности.
Первоначально три разработке изоляторов, предназначаемых для работы в загрязняемых районах, поиски лучшей формы основывались главным образом на эмпирических умозрительных и логических соображениях.
Многолетнее развитие конструктивных форм линейных специальных изоляторов определило следующие направления (по Тэйлору) (рис. 7).
Практика не оправдала многих из указанных на рис. 7 модификаций или конструктивных форм изоляторов. Отдельные виды приведенных* изоляторов выпускаются отечественной промышленностью, как, например, 3-В. 5-Г.
Ha рис. 8—12 приведен внешний вид некоторых специальных отечественных изоляторов наружной установки. В табл. 4 дана сводка данных о длине пути утечки изолирующих конструкций и изоляторов, выпускаемых промышленностью.
Из сопоставления данных, приведенных в табл. 4, и требований к минимальной утечке (табл. 2) изоляторы многих видов аппаратуры, разработанные ранее выхода в свет ГОСТ 9920-61, не удовлетворяют еще условиям по длине пути утечки для классов А, а ряд аппаратов еще не выпускается в исполнении классов Б. В связи с этим приходится временно эксплуатировать изоляторы, длина пути утечки которых ниже требования для класса А и одновременно разрабатывать пути повышения надежности их работы (усиление, замена более прогрессивными, более тщательный уход).
В некоторых случаях энергосистемы собственными силами производят реконструкцию изоляторов или аппаратов, для того чтобы увеличить длину пути утечки, приблизив ее к требованиям для класса Б.
В свете сказанного и исходя из опыта наименее надежными оказались разъединители и отделители РЛНД-110 с изоляторами СТ-110.
В настоящее время изоляторы СТ-110 выпускаются с увеличенной длиной пути утечки.

Рис. 7. Классификация конструкций изоляторов, предназначенных для работы в условиях загрязнений

Вместе с тем электропромышленность, чтобы удовлетворить требованиям выпуска изоляторов усиленного типа, а также в целях унификации в некоторых случаях всю аппаратуру снабжает изоляторами, удовлетворяющими классу Б. Так, например, вводы трансформаторов на напряжение до 10 кВ включительно рассчитаны для работы в условиях загрязненной атмосферы. Ныне разрабатываемый заводом «Уралэлектромаш» масляный выключатель 35 кВ (вместо ВМ-35) также будет иметь один вид ввода — усиленный — независимо от требований заказчика.
Наблюдениями было установлено, что (некоторые конструкции изоляторов загрязняются в меньшей степени по сравнению с другими, находящимися в одинаковых условиях. Подобное явление связано с конструктивными особенностями (формой) изоляторов, т. е. способностью их к самоочистке ветром и дождем. При разработке изоляторов на это обстоятельство ранее обращалось недостаточно внимания.

Длина пути утечки изолирующих конструкций и изоляторов

*При двух значениях длины пути утечки фактическую длину следует определять путем измерения.
** С алюминиевой токоведущей шиной.

* При двух значениях длин пути утечки фактическую длину следует определять путем измерений.
Продолжение табл. 4 Вентильные разрядники

В зависимости от характера обтекания воздушного потока вокруг изолятора зависит степень его самоочистки или отложения загрязнения в местах с малой скоростью воздуха. Весьма важным фактором являются аэродинамические характеристики изоляторов, позволяющие характеризовать степень подверженности загрязнениям.
Имеются интересные исследования (С. Г. Соколов) изоляторов КО-400, ШТ-35 и СО-35 при продувании их в аэродинамической трубе, которые позволили наметить методику наблюдений и некоторые конструктивные параметры.
Для сравнения различных типов изоляторов предлагается принять как характеристику возможной степени загрязняемости параметр, зависящий от конфигурации:

где а — угол шлейфа загрязнений.
Исследования аэродинамических характеристик изоляторов показали, что при сухих загрязнениях в районах с солончаковыми почвами и ветрами значи тельной -силы большое значение имеет именно конфигурация изолятора, определяющая поток воздуха вокруг него. При влажностных загрязнениях, например, на побережье моря наибольшее значение имеет длина «пути утечки изолятора.
Недостаточность только профилактических мер но очистке изоляторов для обеспечения надежной работы изоляторов и недостатки существующих конструкций, при создании которых стремились повысить разрядные характеристики при загрязнении только за счет изменения длины пути утечки, повлекли за собой разработку изоляторов с улучшенной самоочисткой.
Так, в ряде европейских стран разрабатывались изоляторы, имеющие винтообразные ребра, подобные приведенным на рис. 7, группа 8, тип А.

Рис. 8. Изолятор 2XOC-I для разъединителей 35 кВ (£утечки =148 СМ).

В Советском Союзе также были обследованы одно-, двух- и трехзаходные винтовые опорные изоляторы с разным профилем ребер (В. Н. Трусова), выполненные в габаритах обычного изолятора СТ-35. Применительно к этим конструкциям наряду с определением грязеразрядных напряжений снимались аэродинамические характеристики, которые позволили получить представление о самоочистке воздушным потоком.

Рис. 9. Изолятор подвесной типа ПР-3,5 (£утечки=44 см).
Испытания показали, что разрядные напряжения одинаково загрязненных изоляторов всех типов (включая и СТ-35) близки, а самоочистка потоком воздуха 20 м/сек незначительна. Худшими

Рис. 12. Изолятор подвесной стеклянный типа ПСГ-4,5 (/-утечки = 35 см).
изоляторами с точки зрения самоочистки оказались трехзаходные.

Рис. 10. Изолятор подвесной типа НС-2.

Рис. 11. Изолятор подвесной типа НЗ-6 (£утечки=46 СМ).
Необходимо указать на безуспешные попытки построения изоляторов, имеющих местные повышенные градиенты, что должно было обеспечить концентрацию загрязняющих веществ в тех местах, где это не снижает разрядные характеристики.
Немаловажное значение имеет качество глазури — ее зеркальность, что определяет интенсивность осаждения загрязнителя и степень самоочистки за счет соскальзывания частиц пыли. Опытом установлено, что такие изоляторы, установленные в энергосистемах, подвержены меньшему загрязнению. К сожалению, применительно к изоляторам, имеющим сложную конфигурацию поверхности, еще нет методики контроля (замера) зеркальности — блескости. Разрабатываемый ГОСТ, определяющий качество поверхности глазури, жестко не нормирует ее зеркальность, да и по остальным показателям состояния глазури (пузырчатость и т. д.) замеры трудоемки, основываются на визуальных наблюдениях и не могут быть проверены на каждом изоляторе.