Эволюция изоляторов
История применения подвесных изоляторов на высоковольтных линиях электропередачи имеет опыт трех поколений линейных изоляторов: фарфоровых, стеклянных и полимерных. Каждое поколение ...
У высоковольтных подвесных изоляторов тоже есть своя эволюция. Ее вершина - полимерные изоляторы "Инста", все остальное в прошлом...
История применения подвесных изоляторов на высоковольтных линиях электропередачи имеет опыт трех поколений линейных изоляторов: фарфоровых, стеклянных и полимерных. Каждое поколение подвесных изоляторов становилось результатом длительных поисков новых решений В области изоляционных материалов, конструкций и технологий изготовления. Сегодня очевидно, что полимерные подвесные изоляторы имеют ряд важных преимуществ по сравнению с фарфоровыми и стеклянными:
- разрядное напряжение грозового импульса на 15% выше;
- при растяжении выдерживают большую на 30% разрушающую нагрузку;
- масса в 10 раз, а трудоемкость монтажа на линиях электропередачи в 3 раза меньше;
- живучесть при механических (вандальных) воздействиях на много порядков выше, отсутствует бой при транспортировке;
- при доставке на любые расстояния транспортные расходы уменьшаются в 7 раз;
- низкий уровень радиопомех;
- высокие влагоразрядные характеристики в условиях загрязнения.
Совершенствование полимерных изоляторов также было отмечено тремя поколениями:
- изоляторы с клееной («шашлычной») кремнийорганической оболочкой;
- изоляторы с цельнолитой кремнийорганической оболочкой;
- изоляторы с цельнолитой кремнийорганической оболочкой и защитой от проникновения влаги самого слабого узла – входа стержня в оконцеватель.
На сегодняшний день единственным производителем полимерных изоляторов III поколения в России является ЗАО «ИНСТА» – производственное объединение, специализирующееся на разработке ипроизводстве современных высоковольтных изоляторов.
Фарфоровые изоляторы типа ПФ
Недостатки:
- большая масса (от 9 до 27 кг для ВЛ 10–35 кВ в районах 1-4 СЗ);
- низкая надежность (отказы 10-2 1/год);
- низкая стойкость к загрязнениям;
- высокая вероятность разрушения «пробитых» изоляторов с расцеплением гирлянды при перекрытии (до 100%);
- высокая трудоемкость инструментальной дефектовки в процессе эксплуатации;
- высокие потери при транспортировке, монтаже и эксплуатации из-за низкой ударопрочности;
- высокие трудозатраты при сборке гирлянд.
Стеклянные изоляторы типа ПС
Что удалось:
- меньшили массу (до 7–23 кг для ВЛ 10-35 кВ в районах 1–4 СЗ);
- повысили надежность (отказы 10-3 1/год);
- уменьшили вероятность разрушения «пробитых» изоляторов с расцеплением гирлянды при перекрытиях (~30%);
- инструментальный контроль в эксплуатации заменили на визуальный.
Недостатки:
- большая масса (до 7–23 кг для ВЛ 10-35 кВ в районах 1–4 СЗ);
- высокие потери при транспортировке, монтаже и эксплуатации из-за низкой ударопрочности;
- высокие трудозатраты при сборке гирлянд.
Полимерные изоляторы с клееной («шашлычной») кремнийорганической оболочкой
Что удалось:
- уменьшили массу (до 1–2,5 кг для ВЛ 10–35 кВ в районах 1–4 СЗ);
- повысили надежность (отказы 10-4 1/год);
- исключили потери при транспортировке, монтаже и эксплуатации за счет стойкости к ударам (в том числе –вандальным);
- исключили необходимость сборки гирлянд;
- обеспечили большую электрическую прочность при загрязнении за счет гидрофобности оболочки.
Недостатки:
- большое число потенциально «слабых» мест при ручной сборке оболочки
- стыки между ребрами, ребрами и стержнем и оконцевателями (на фото белые клеевые швы хорошо видны). В обоих случаях при нарушении целостности клеевых швов возможно проникновение влаги в тело изолятора, что приводит к разрушению изолятора;
- большая (в 1,5–1,7 раза для ВЛ 10–35 кВ в районах 1–2 СЗ) строительная высота по сравнению с гирляндами
Полимерные изоляторы с цельнолитой кремнийорганической оболочкой
Что удалось:
- увеличили надежность (отказы 10-5 1/год). Этого удалось достичь исключив из конструкции изолятора большое количество клеевых швов.
Недостатки:
- вопрос надежной герметизации узла сопряжения «оболочка–стержень–оконцеватель»;
- большая строительная высота по сравнению с гирляндами для ВЛ 10–35 кВ в районах 1–2 СЗ.
Полимерные изоляторы «ИНСТА» с цельнолитой кремнийорганической оболочкой и защитой от проникновения влаги самого слабого узла – входа стержня в оконцеватель
Что удалось:
- увеличили надежность (отказы до 10-6 1/год, срок службы 40 лет с вероятностью 0.999, гарантийный срок службы – 5 лет);
- снизили габаритную и строительную высоты изоляторов ВЛ 10-35 кВ на 20–25% без снижения электрических характеристик, что обеспечивается рациональным профилем оболочки и заходом защитной оболочки на оконцеватели.
- Это дает возможность заменять полимерными изоляторами «ИНСТА» стеклянные изоляторы типа ПС в составе Изолирующих подвесок ВЛ 10–35 кВ без увеличения строительной высоты.