Изоляторы электрические

Типовая конструкция

Для начала разберем пример типовой конструкции на эскизе штыревого изолятора.

Рис. 3. Изолятор в разрезе

Как видите на рисунке 3, в конструкции предусмотрены ребра А и Б. Которые позволяют увеличить электрическую прочность за счет удлинения пути для тока утечки по поверхности. В связи с различными углами уклона ребер обеспечивается возможность защиты от выпадающих осадков. Так ребра А имеют меньший уклон, поэтому они наиболее актуальны для твердых осадков – снега, грязи и т.д. Потому что влага может подлизываться под низ и значительно сокращать величину разрядного напряжения.

В отличии от них, юбки Б позволяют полностью исключить возможность попадания влаги при дождливой погоде. Это обеспечивает постоянный запас сопротивления, которое и гарантирует величину напряжения пробоя. Помимо этого, юбки Б не боятся намерзания гололеда и могут обеспечивать нормальную работу высоковольтных линий в случае сложной метеорологической ситуации.

Для крепления головки стержня предусмотрена резьба В, которая позволяет закрепить конструкцию на консоли или армирующих крюках. В верхней части находится желоб Г для фиксации провода. Дополнительно провод увязывается проволокой для более надежного крепления воздушных ЛЭП.

Рис. 4. Конструкция проходного изолятора

Проходной изолятор имеет немного иную конструкцию, так как его задача не только изолировать токоведущую шину от стены, но и обеспечить нормальное протекание тока внутри самого изолятора. Посмотрите, шина обжимается с обеих сторон алюминиевой крышкой для ее надежного закрепления снаружи. Внутри механическое крепление осуществляется за счет герметика, который помимо этого предотвращает попадание загрязнителей и агрессивных веществ. Также для удобства крепления проводов или шин может устанавливаться дополнительный лепесток на самой крышке, как показано на рисунке 4.

Защитная оболочка из кремнийорганической резины препятствует электрическому пробою по поверхности от шины до фланца. Изоляция от пробоя внутренних элементов выполняется посредством стеклопластиковой трубы, которая помещается внутрь ребристой рубашки. Более детальную информацию о параметрах можно почерпнуть из обозначения модели.

Сфера применения проходных изоляторов

Что же такое проходной изолятор? Это специальное устройство, главной функцией которого является обеспечение изоляции токопроводящих элементов от внутренней или наружной стенки оболочки, через которую они проходят. Еще они применяются при установке распределительных устройств на трансформаторных подстанциях, также исполняют роль выводов на комплектно-распределительных устройствах.

Опорные изоляторы предназначены для закрепления воздушных линий электропередач к токоведущим шинам распределительных устройств и другим электрическим установкам. Стоит добавить, что фарфоровые изоляторы проходного типа, которые были популярны ранее, применяются по сей день со множеством модификаций.

Проходные изоляторы очень удобно использовать для подключения выводов подстанций, от которых запитаны жилые дома.

Смотреть галерею

Различие по материалу исполнения

Чтобы рассмотреть классификацию видов и типов изоляторов нужно сначала разобраться, как их различают. Итак, в первую очередь они классифицируются по материалу изготовления:

1. Фарфоровые.
2. Стеклянные.
3. Полимерные.

Фарфоровые можно назвать классикой, такие применялись раньше даже при наружной проводке в домах. Обычно они белого цвета, но могут быть и других цветов. Такие можно увидеть на разных электроустановках. Достоинством является то, что они выдерживают большие нагрузки на сжатие, обладают хорошими диэлектрическими свойствами.

Однако они бьются и ломаются. Отсюда возникает необходимость регулярной проверки их целостности, а часто для этого приходится отключать электроустановку и вытирать с них масло, пыль и другие загрязнения. Также проблемой является их большой вес.

Стеклянные, хоть и боятся ударов, но для контроля их целостности достаточно визуального осмотра, что можно провести и без отключения напряжения. В настоящее время в воздушных линиях электропередач, в качестве подвесных изоляторах они вытесняют керамику, в том числе и потому что меньше весят, а также в производстве дешевле.

Полимерные используются в помещении, на улице редко, в качестве исключения. Можно иногда увидеть опорные изоляторы из полимеров на ВЛ 10 кВ или других напряжений средней величины, но редко, или на неответственных линиях. Это обусловлено тем, что с течением времени и под действием УФ-излучений они стареют, внутренняя структура распадается и ухудшаются их электрические и механические характеристики.

Однако для оборудования, которое доступно для регулярного обслуживания и ремонта они применяются часто. Например, это могут быть опорные изоляторы шин в трансформаторных подстанциях и распределителях.

Основные характеристики

Ко всем изоляторам, независимо от их назначения, предъявляются общие требования. Они должны обеспечивать достаточный уровень электрической прочности. Этот показатель зависит от значения напряженности электрического поля, при котором изоляционный материал начинает терять свои диэлектрические свойства.

Каждый изолятор должен иметь достаточную механическую прочность, обеспечивающую устойчивость к динамическим воздействиям, возникающим при коротких замыканиях между токоведущими частями. Свойства изоляторов сохраняются неизменными, несмотря на дождь, снегопад и прочие агрессивные воздействия окружающей среды. Теплостойкость изолирующих устройств обеспечивает сохранение их свойств при перепадах температур в определенных пределах. Поверхность изоляторов должна быть устойчивой к действию электрических разрядов.

Основными электрическими характеристиками являются следующие:

• Номинальное и пробивное напряжения. Пробивным считается минимальное значение напряжения, вызывающее пробой изолятора.
• Значения разрядных и выдерживаемых напряжений, при которых изолятор сохраняет работоспособность в сухом и мокром состоянии.
• Импульсные разрядные напряжения с различными полярностями.

Механическими характеристиками изоляторов считаются их вес и размеры, а также минимальное значение номинальной разрушающей нагрузки, измеряемой в ньютонах. Данная нагрузка воздействует на головку изолятора перпендикулярно оси.

Подвесные изоляторы тарельчатого типа можно разделить на:

• Изоляторы для районов с интенсивным загрязнением атмосферы. Грязестойкие изоляторы применяются в районах морских побережий, около горнодобывающих и промышленных предприятий и прочих районах интенсивного загрязнения атмосферы.
• Изоляторы обычной конструкции. Подвесные изоляторы нормальной конструкции применяются повсеместно и имеют множество конструкций. Изоляторы обычного исполнения так же могут быть применены в районах интенсивного загрязнения при условии увеличения числа единиц в гирлянде.
• Изоляторы с конической и сферической изоляционной деталью. Для применения в условиях пустыни, солончаков и в районах с трудными ветровыми условиями выпускают специальные изоляторы с конической и сферической изоляционной деталью, снижающей ветровую нагрузку на гирлянды и опору, а так же обеспечивающей лучшее очищение поверхности изолятора от пыли. Изоляторы такого типа имеют меньшую, по сравнению с аналогичными изоляторами обычного исполнения, строительную высоту и больший диаметр изоляционной детали.

Подвесные стержневые изоляторы представляют собой стержень из изолирующего материала с выступающими на нем ребрами, армированный с обоих концов металлическими шапками. Эти изоляторы, как правило, выполняются из электротехнического фарфора. Однако в последнее время начат выпуск стержневых полимерных изоляторов. Стержневые изоляторы из фарфора не имеют широкого применения вследствие сравнительно невысокой механической прочности, а также возможности полного разрушения с падением на землю.

Разница между Проводником, Полупроводником и Изолятором

Принципиальное различие между Проводником, Полупроводником и Изолятором зависит от их уровня проводимости. Проводники – это материалы, которые обеспечивают легкое протекание электрического тока, следовательно, имеют высокую проводимость, Полупроводники – это материалы, которые обладают умеренной проводимостью, тогда как изоляторы являются материалами, которые препятствуют прохождению заряда через них, и тем самым имеют низкую проводимость. Проводимость твердых веществ является основным фактором, который отличает эти три материала и различия в их проводимости объясняет Теория электронных зон. Кроме того, проводники – имеют очень низкое сопротивление, полупроводники – чистые полупроводники имеют очень высокое сопротивление, а изоляторы – имеют чрезвычайно высокое сопротивление. Однако, существуют некоторые другие различия между Проводником, Полупроводником и Изолятором.

Зонная теория проводимости

Электроны вращаются вокруг положительного ядра отдельного атома на допустимых уровнях энергии, как показано серыми линиями слева на диаграмме ниже. В большом наборе атомов, например металлической проволоке или полупроводниковом кристалле, энергетические уровни реорганизуются в две зоны. Зона проводимости – это зона высших энергетических уровней электронов, а валентная зона – это зона нижних энергетических уровней электронов. В энергетической «щели» между зонами электроны не могут существовать.

С левой стороны расположены горизонтальные линии, которые располагаются ближе друг к другу при увеличении уровней энергии

Проводимость – это движение электронов в твердом теле. Для существования проводимости электроны должны свободно перемещаться в зоне проводимости и должны быть пространства в энергетических зонах для перемещения электронов.

Проводники

В проводнике отсутствуют запрещенные зоны между валентной и проводящей зонами. В некоторых металлах зоны проводимости и валентности частично перекрываются. Это означает, что электроны могут свободно перемещаться между валентной зоной и зоной проводимости.

Зона проводимости заполнена только частично. Это означает, что есть места для перемещения электронов. Когда электроны для валентной зоны движутся в зону проводимости, они могут свободно двигаться. Это позволяет проводнику проводить электрический ток.

Зоны в проводниках

Изоляторы

Изолятор имеет большой зазор между валентной зоной и зоной проводимости. Валентная зона заполнена, так как никакие электроны не могут подняться до зоны проводимости. В результате зона проводимости становится пустой. Поскольку в зоне проводимости изолятора нет электронов, а в этой зоне проводимости могут легко перемещаться только электроны, материал не может проводить электрический ток.

Зоны в изоляторах

Полупроводники

В полупроводнике зазор между валентной зоной и зоной проводимости меньше. При комнатной температуре достаточно энергии для перемещения некоторых электронов из валентной зоны в зону проводимости. Это позволяет иметь некоторую проводимость. Повышение температуры увеличивает проводимость полупроводника, потому что больше электронов будет иметь достаточно энергии для перемещения в зону проводимости.

Зоны в полупроводниках

Разница между изоляторами и полупроводниками обусловлена ​​небольшим количеством примесей, добавляемых в полупроводник, что влияет на энергетические зоны. Этот процесс называется легированием.

Полупроводниковые материалы.

Источник

Изоляторы и опции

АО «ПО Элтехника» производит и предлагает КРУ/ КСО-строительным заводам следующую номенклатуру для производства ячеек среднего напряжения:

• Опорные изоляторы и опорные изоляторы с емкостным делителем на напряжение 10кВ;
• Опорные изоляторы и опорные изоляторы с емкостными делителями на напряжение 17,5кВ;
• Опорные изоляторы и опорные изоляторы с емкостным делителем на напряжение 20кВ;
• Проходные изоляторы на токи 630А и 1250А;
• Блок индикации напряжения и устройство для фазировки;
• Проходные изоляторы для КРУ на токи до 3150А.

Изоляторы из эпоксидного компаунда, изготовленные АО «ПО Элтехника», обладают высокими техническими показателями:

• Механической прочностью при изгибе и кручении;
• Стойкостью к динамическим нагрузкам;
• Электрической прочностью;
• Гидрофобностью;
• Стабильностью габаритно-присоединительных размеров.

Изолятор опорный типа ИО У3

Опорный изолятор ИО У3 предназначен для надежного удерживания токоведущих элементов в электротехнических устройствах среднего напряжения.

Изолятор опорный типа ИО-С УЗ

Опорный изолятор ИО­-С У3 предназначен для надежного удерживания токоведущих элементов в электротехнических устройствах среднего напряжения. Благодаря емкостному делителю напряжения, встроенному в корпус, устройство позволяет получать сигнал о наличии напряжения на присоединенном токоведущем элементе. Данный сигнал отображается на блоке индикации напряжения.

Блок индикации напряжения

Блок индикации напряжения переменного тока сигнализирует о наличии рабочего напряжения в главных токоведущих цепях электротехнического устройства 6–10 кВ. Блок индикации напряжения применяется совместно с опорными изоляторами типа ИО­С УЗ.

Устройство для фазировки

Устройство предназначено для проверки правильности подключения кабелей по фазам. Устройство подключается к стационарным блокам индикации напряжения. Устройство обеспечивает полную безопасность персонала при проведении фазировки кабелей под рабочим напряжением.

Изолятор проходной типа Т 5-75 УЗ

Проходной изолятор Т 5­-75 У3 с токопроводом предназначен для пропускания электрического тока напряжением до 10 кВ через металлическую перегородку, находящуюся под другим электрическим потенциалом. Изолятор поставляется в комплекте с латунными гайками для крепления токоведущих шин.

Изолятор проходной типа Д 5-75 У3

Проходной изолятор Д 5-­75 У3 предназначен для изоляции токоведущих шин на напряжение до 10 кВ, проходящих через перегородку, имеющую другой электрический потенциал.

Изолятор проходной типа Д 1-75-1250 УЗ

Проходной изолятор Д 1-­75-­1250 У3 предназначен для изоляции разъемных соединений главных цепей в ячейках КРУ с выкатными элементами. Изолятор рассчитан на ток до 1250 А, ток термической стойкости 31,5 кА. Выпускается в двух вариантах исполнения центральной резьбовой втулки: М10 и М16.

Изолятор проходной типа Д 1-75-1600 УЗ

Проходной изолятор Д 1-75­-1600 У3 предназначен для изоляции разъемных соединений главных цепей в ячейках КРУ с выкатными элементами. Изолятор рассчитан на ток до 1600 А, ток термической стойкости 40 кА.

Изолятор проходной типа Д 1-75-2000 УЗ

Проходной изолятор Д 1­-75-­2000 У3 предназначен для изоляции разъемных соединений главных цепей в ячейках ьКРУ с выкатными элементами. Изолятор рассчитан на ток до 2000 А, ток термической стойкости 40 кА. Выпускается в двух вариантах исполнения центральной резьбовой втулки: М16 и М20.

Изолятор проходной типа Д 1-75-3150 УЗ

Проходной изолятор Д 1­-75-­3150 У3 предназначен для изоляции разъемных соединений главных цепей в шкафах КРУ с выкатными элементами. Изолятор рассчитан на ток до 3150 А, ток термической стойкости 40 кА.

Использует

На электрические провода и кабели часто наносят очень гибкое покрытие из изолятора, которое называется изолированным проводом . В проводах иногда не используется изоляционное покрытие, только воздух, поскольку твердое (например, пластиковое) покрытие может оказаться непрактичным. Однако соприкасающиеся друг с другом провода создают перекрестные соединения, короткие замыкания и опасность пожара. В коаксиальном кабеле центральный провод должен поддерживаться точно посередине полого экрана, чтобы предотвратить отражение электромагнитных волн. Наконец, провода, которые подвергаются воздействию напряжения выше 60 В, могут вызвать поражение людей и поражение электрическим током . Изоляционные покрытия помогают предотвратить все эти проблемы.

Некоторые провода имеют механическое покрытие, не имеющее номинального напряжения, например: рабочее напряжение, сварка, дверной звонок, провод термостата. Изолированный провод или кабель имеет номинальное напряжение и максимальную температуру проводника. Он может не иметь номинальной допустимой нагрузки ( допустимой нагрузки по току), поскольку это зависит от окружающей среды (например, температуры окружающей среды).

В электронных системах печатные платы изготавливаются из эпоксидной пластмассы и стекловолокна. Непроводящие платы поддерживают слои проводников из медной фольги. В электронных устройствах крошечные и хрупкие активные компоненты заключены в непроводящую эпоксидную смолу или фенольный пластик, либо в обожженное стекло или керамические покрытия.

В микроэлектронных компонентах, таких как транзисторы и ИС , кремниевый материал обычно является проводником из-за легирования, но его можно легко избирательно превратить в хороший изолятор путем применения тепла и кислорода. Окисленный кремний — это кварц , то есть диоксид кремния , основной компонент стекла.

В высоковольтных системах, содержащих трансформаторы и конденсаторы , жидкое изолирующее масло является типичным методом предотвращения дугового разряда. Масло заменяет воздух в помещениях, которые должны поддерживать значительное напряжение без электрического пробоя . Другие изоляционные материалы для высоковольтных систем включают керамические или стеклянные держатели для проводов, газ, вакуум и простое размещение проводов достаточно далеко друг от друга, чтобы использовать воздух в качестве изоляции.

Подвесные изоляторы

Подвесные изоляторы предназначены для крепления многопроволочных проводов к опорам воздушных линий и РУ. Их конструируют так, чтобы они могли противостоять растяжению.

Рис.9. Подвесной тарельчатый изолятор

Тарельчатый изолятор (рис.9) имеет фарфоровый или стеклянный корпус в виде диска с шарообразной головкой. Нижняя поверхность диска выполнена ребристой для увеличения разрядного напряжения под дождем, а верхняя поверхность диска — гладкой, с небольшим уклоном для стекания дождя. Внутри фарфоровой (стеклянной) головки цементом закреплен стальной оцинкованный стержень. Сверху фарфоровую головку охватывает колпак из чугуна с гнездом для введения в него стержня другого изолятора или ушка для крепления гирлянды к опоре. Число изоляторов в гирлянде выбирают в соответствии с номинальным напряжением.

Внутренней и наружной поверхностям фарфоровой головки придана такая форма, чтобы при тяжении провода фарфор испытывал только сжатие (как известно, прочность фарфора при сжатии значительно больше, чем при растяжении). Так обеспечивают высокую механическую прочность тарельчатых изоляторов. Они способны выдерживать тяжения порядка 104-105Н. Механическую прочность подвесных изоляторов характеризуют испытательной нагрузкой, которую изоляторы должны выдерживать в течение 1 ч без повреждений.

Расчетную нагрузку на тарельчатые изоляторы принимают равной половине часовой испытательной.

В местностях, прилегающих к химическим, металлургическим, цементным заводам, воздух содержит значительное количество пыли, серы и других веществ, которые образуют на поверхности изоляторов вредный осадок, снижающий их электрическую прочность. Вблизи моря и соленых озер воздух имеет большую влажность и содержит значительное количество соли, которая также образует вредный осадок.

Нормальные изоляторы, используемые в районах, удаленных от источников загрязнения, имеют отношение длины пути утечки к наибольшему рабочему напряжению около 1,5 см/кВ. Для РУ, подверженных загрязнению, применяют изоляторы особой конструкции или увеличивают число изоляторов в гирляндах. Прибегают также к периодической обмывке или обтирке изоляторов.

Рис.10. Подвесной изолятор для местностей с загрязненным воздухом

Тарельчатые изоляторы, предназначенные для местностей с загрязненным воздухом (рис.10), имеют увеличенную длину пути тока утечки и выполнены так, чтобы поверхность их была в наибольшей мере доступна очищающему действию дождя и ветра.

При одинаковой степени загрязнения и увлажнения разрядные напряжения у изоляторов особой конструкции приблизительно в 1,5 раза выше, чем у изоляторов обычного исполнения.

Основные характеристики

Ко всем изоляторам, независимо от их назначения, предъявляются общие требования. Они должны обеспечивать достаточный уровень электрической прочности. Этот показатель зависит от значения напряженности электрического поля, при котором изоляционный материал начинает терять свои диэлектрические свойства.

Каждый изолятор должен иметь достаточную механическую прочность, обеспечивающую устойчивость к динамическим воздействиям, возникающим при коротких замыканиях между токоведущими частями. Свойства изоляторов сохраняются неизменными, несмотря на дождь, снегопад и прочие агрессивные воздействия окружающей среды. Теплостойкость изолирующих устройств обеспечивает сохранение их свойств при перепадах температур в определенных пределах. Поверхность изоляторов должна быть устойчивой к действию электрических разрядов. Основными электрическими характеристиками являются следующие:

• Номинальное и пробивное напряжения. Пробивным считается минимальное значение напряжения, вызывающее пробой изолятора.
• Значения разрядных и выдерживаемых напряжений, при которых изолятор сохраняет работоспособность в сухом и мокром состоянии.
• Импульсные разрядные напряжения с различными полярностями.

Механическими характеристиками изоляторов считаются их вес и размеры, а также минимальное значение номинальной разрушающей нагрузки, измеряемой в ньютонах. Данная нагрузка воздействует на головку изолятора перпендикулярно оси.

Подвесные изоляторы

На воздушных линиях класса напряжения 35 кВ и выше применяются подвесные изоляторы, которые также относятся к категории линейных изоляторов.

Как и изоляторы штыревого типа, подвесные могут изготавливаться из фарфора, стекла или полимерных материалов. Конструктивно данные изоляторы имеют отличия. Фарфоровые и стеклянные подвесные изоляторы конструктивно состоят из изолирующей фарфоровой или стеклянной части, металлической шапки и специального стержня. В металлической шапке есть отверстие, которое позволяет закрепить в него стержень изолятора, что позволяет собрать из нескольких изоляторов подвесную гибкую гирлянду для подвески провода ВЛ. Количество изоляторов в гирлянде зависит от класса напряжения линии электропередач.

Более современные полимерные изоляторы сразу выпускают на требуемый класс напряжения линии. Основа полимерного изолятора – стержень из стеклопластика, по обоим концам данного стержня крепятся металлические оконцеватели, посредством которых осуществляется крепление изолятора к проводам и конструктивным элементам линии электропередач посредством применения линейной аппаратуры. От внешних воздействий несущий стеклопластиковый стержень защищен специальной оболочкой из полимерных материалов.

Основное преимущество полимерных изоляторов – малый вес, в 10-20 раз меньший массы гирлянды стеклянных или фарфоровых изоляторов. Также не менее важным преимуществом полимерных изоляторов является высокая механическая прочность, устойчивость к воздействию негативных факторов окружающей среды, а также более высокая, по сравнению, со стеклянными и фарфоровыми изоляторами устойчивость к грозовым и коммутационным перенапряжениям.

По назначения подвесные изоляторы бывают поддерживающими и натяжными. Поддерживающие изоляторы устанавливают на промежуточных опорах ЛЭП, они работают в вертикальном положении и осуществляют поддержку провода в пролете между опорами и несут нагрузку провода и возможного оледенения в зимний период. Натяжные изоляторы устанавливаются на анкерных опорах, данные изоляторы (гирлянды изоляторов) работают практически в горизонтальном положении, выдерживая натяжение провода. Натяжные изоляторы выдерживают большую нагрузку, по сравнению с поддерживающими изоляторами, поэтому для повышения надежности на более ответственных пролетах линии электропередач применяют сдвоенные гирлянды изоляторов или сдвоенные изолирующие подвески.

В вышеупомянутой компании Иприм-Энергия вы можете приобрести готовые к монтажу поддерживающие и натяжные полимерные изолирующие подвески.

Это интересно: Огнезащитное покрытие кабелей — порядок обработки, требования

Типы изоляторов

Изоляторы играют одну из основных ролей в обеспечении безопасной передачи электроэнергии и минимизации ее потери в процессе передачи

ООО «Альфа Энерго» — ведущий российский разработчик и производитель полимерных опорно-стержневых изоляторов серии ИОСПК.

Изоляторы можно разделить на следующие типы:

По применению:

1. Опорно -стержневой изолятор. Данный тип изолятора используется в качестве опорных поворотных изолирующих элементов, поддерживающих токоведущие шины и «ножи» разъединителей наружной установки, а также в составе шинной опоры.
2. Линейный изолятор. Данный тип изолятора используется на высоковольтных линиях электропередачи и в распределительных устройствах электростанций и подстанций переменного тока

По материалу:

1. Фарфоровый изолятор Данный тип изолятора обладает известными недостатками: склонностью к хрупкому растрескиванию и разрушению, относительно низким допускаемым механическим напряжением, неопределенностью прочностных свойств в состоянии «изгиб плюс кручение», проблемами с обеспечением долговременной надежной армировки фланцев-оконцевателей и др. Вместо него, согласно Приказу РАО «ЕЭС России» от 06.05.02 г. №252 «О повышении надежности опорных стержневых изоляторов 110-220 кВ», возможно применение альтернативных полимерных изоляторов.
2. Полимерный изолятор Основными преимуществами полимерного изолятора являются повышенная стойкость внешней полимерной изоляции в условиях загрязненной атмосферы; долговечность и надежность в широком диапазоне воздействия механических нагрузок и изменения температуры; малая масса; значительная экономия средств при монтаже и замене, антивандальность и др.

Тип полимерного изолятора, согласно требованиям ГОСТ, определяется видом конструкции, материалом защитной оболочки, классом напряжения, механической разрушающей силой, максимальной степенью загрязнения, при которой может применяться изолятор, климатическим исполнением и категорией размещения.

Условное обозначение типа изолятора состоит из букв и цифр, которые означают:И

изолятор
О	опорный
С	стержневой
П	полимерный
К	защитная оболочка из кремнийорганической резины
10-110; 8-220 и т.д.	значение механической разрушающей силы на изгиб в кН; тире, класс напряжения, кВ
450, 480 и т.д.	испытательное напряжение грозового импульса, кВ
I-IV	максимальная степень загрязнения (СЗ) по ГОСТ 9920, при которой может применяться изолятор
У, УХЛ	климатическое исполнение по ГОСТ 15150
1	категория размещения по ГОСТ 15150 — для эксплуатации на открытом воздухе

Пример записи условного обозначения изолятора ИОСПК-10-110/450-II-УХЛ1 ТУ 3494-002-52314081-02 (обозначение технических условий):

• минимальная механическая разрушающая сила на изгиб — 10 кН;
• класс напряжения 110 кВ;
• испытательное напряжение грозового импульса — 450 кВ;
• для работы в районах с 2 степенью загрязнения;
• климатическое исполнение УХЛ;
• категория размещения — 1.

Применение аппаратных и станционных изоляторов

С помощью этих изолирующих устройств осуществляется изоляция и крепление шин распределительных устройств, находящихся в электростанциях и подстанциях. С их помощью изолируются токоведущие части различной электрической аппаратуры.

Большинство аппаратных и станционных изоляторов изготавливается из фарфора, максимально отвечающего всем требованиям, предъявляемым к этим изделиям. Для некоторых деталей аппаратуры, выполняющих изолирующие функции, применяется бакелит, гетинакс или текстолит. Данные элементы устанавливаются внутри приборов под защитными кожухами и при необходимости заливаются изоляционным маслом.

Типы по конструкции и назначению

По конструкции выделяют три основных разновидности изоляторов ВЛ:

• штыревые;
• подвесные линейные;
• опорные и проходные.

Штыревые относятся к линейным изоляторам. Используются в ЛЭП до 35 кВ. В том числе на линиях 0,4 кВ. Этот тип исполнения цельный, на нем есть канавка для закрепления провода и отверстия для установки на траверсы, крюки, штыри.

Интересно: на ВЛ от 6 до 10 кВ используют одноэлементные изоляторы, а на 20-35 – из двух элементов.

Подвесные используются на высоковольтных воздушных линиях напряжением 35 кВ и больше. Они бывают двух типов поддерживающими (стержневыми) и натяжными.

Натяжные тарельчатые изоляторы работают на растяжение и удерживают линию на опоре, монтируются под углом. Конструктивно они выполнены в виде фарфоровой или стеклянной тарелки. В нижней части обычно выступает стержень с расширяющейся шляпкой. Сверху расположена металлическая крышка с отверстием специальной формы, такой чтобы в ней можно было закрепить нижний стержень. Таким образом происходит унификация и вы можете набрать в гирлянду столько изоляторов, сколько нужно для достижения нужных номинальных напряжений пробоя. Такая гирлянда получается гибкой, она удерживает линии электропередач на опоре.

На промежуточных опорах устанавливают подвесные стержневые изоляторы. Они выполнены в виде опорного стержня, на его концах металлические части для крепления к опоре и проводам. Они устанавливаются вертикально и провод ложится на них – это и есть основное отличие от предыдущих. Также они отличаются тем, что натяжные изоляторы выдерживают больший вес, поэтому могут использоваться на опорах, расположенных дальше друг от друга.

Интересно: на ответственных участках и для повышения надежности монтажа ЛЭП могут использоваться сдвоенные гирлянды натяжных изоляторов.

Опорные и проходные изоляторы уже являются станционными, а не линейными. Этот вид так называется потому что используется внутри электростанций и трансформаторных подстанций. Изготовляются из полимеров или фарфора. Опорные используют для крепления токопроводящих шин к заземленным конструкциям, например, корпусу трансформаторов или внутри вводных и распределительных электрощитов.

Маркировка изоляторов всех разновидностей подобная, обычно она содержит сведения о типе изделия и номинального напряжения линии, например:

Для того чтобы провести кабель или шину через стену используются проходные изоляторы. Эта разновидность изделий с полым телом, в котором расположена токоведущая часть. Для повышения изолирующих свойств может иметь дополнительно масляный барьер или маслобумажную прокладку. Такой тип изоляторов позволяет прокладывать линию до 110 кВ. Бывают и другого типа – без токопровода внутри, просто диэлектрический полый цилиндр с отверстием, который надевается на кабель.

На это мы и заканчиваем нашу статью. Теперь вы знаете, какие бывают изоляторы для воздушных линий электропередач и где применяется каждый вариант исполнения!

Материалы по теме:

• Как установить электрический столб на участке
• Монтаж электропроводки в ретро-стиле
• Как изолировать провода
• Арматура для монтажа СИП кабеля

Классификация

Для обеспечения надежного электроснабжения и соблюдения максимального уровня безопасности в каждом конкретном случае в электроустановках должны применяться изоляторы соответствующего типа и конструкции. В зависимости от критерия выделяют несколько параметров их классификации.

По назначению

В зависимости от назначения выделяют такие виды изоляторов:

• Стационарные — применяют для механического крепления токоведущих стержней или ошиновки в распределительных устройствах. В зависимости от назначения стационарные изоляторы дополнительно подразделяются на опорные и проходные. Так опорные изоляторы выступают в роли основания, на которое крепятся шины в ячейках или несущих конструкциях. Проходные изоляторы позволяют провести токоведущий элемент сквозь стену или перекрытие помещения.
• Аппаратные — имеют схожее назначение со стационарными, но применительно к каким-либо аппаратам. К примеру, аппаратные изоляторы нашли широкое применение в выпрямительных установках, силовых приборах, комплектных подстанциях, установках аппаратов высокого напряжения и прочих агрегатах. Посмотрите на рисунок 5, здесь представлен пример его использования, где он имеет обозначение АИ. Рис. 5. Пример аппаратных изоляторов
• Линейные — используются для наружной установки под высоковольтные линии или ошиновку открытых распредустройств. Отличительной чертой линейных изоляторов является наличие широких ребер или юбок, предназначенных для увеличения пути поверхностного пробоя в случае выпадения осадков.

По материалу исполнения

В зависимости от применяемого диэлектрика выделяют такие виды изоляторов:

• С фарфоровым корпусом — отличаются высокой механической прочностью на сжатие, но боятся динамических воздействий. Для предотвращения появления проводящих каналов, из-за оседания пыли и грязи на поверхности, керамический материал покрывается глазурью.
• Полимерные изоляторы — подразделяются на модели, которые имеют упругую деформацию и монолитные. Отличаются куда большим удельным сопротивлением материала, чем фарфоровые. Но мягкая поверхность в большей мере подвержена загрязнению, чем покрытый глазурью фарфор. Помимо этого из-за воздействия ультрафиолета полимер разрушается и утрачивает свойства, поэтому их применяют для внутренней установки.
• Стеклянные электрические изоляторы — отличаются не такой высокой прочностью, подвержены сколам при динамических воздействиях. Но в отличии от других материалов не подвержены воздействию агрессивных реагентов. Обладают меньшим весом и более просты в обслуживании, чем фарфоровые.

По способу крепления на опоре

В зависимости от способа крепления бывают:

Классификация по способу крепления

• Штыревого типа (а) — крепятся посредством металлической арматуры и выступают в роли опоры воздушных ЛЭП, откуда и возникло название опорно-штыревые изоляторы.
• Подвесные (б) — выполняются тарельчатыми изоляторами, которые собираются в гирлянды, в зависимости от класса напряжения присоединенных к ним электрических аппаратов.
• Стержневые (в) — имеют форму сплошного стержня, который устанавливается в качестве опорного или подвешивается за элементы арматуры в качестве натяжного. Опорно-стержневые изоляторы устанавливается в распредустройствах для изоляции шин. На их краях посредством чугунных крыльев крепятся токоведущие части.

Типы изоляторов по назначению

Кроме деления изоляторов по материалу изготовления, есть типы изоляторов по назначению. Это изоляторы:

• Штыревые;
• Подвесные;
• Опорные;
• Проходные;
• Стержневые.

Подвесные изоляторы (ПС, ПСД, ПСВ)

Данные изоляторы подвешивают на опоры ВЛЭП для крепления методом подвеса проводов и кабелей. Чаще изготавливают из закалённого стекла.

Изоляторы опорные (ИО, ИОР, СА, ОНШП)

Данные изоляторы используют в распределительных установках и другом электрооборудовании для закрепления токопроводящих элементов. Работают на участках от 6 до 35 кВ.

Проходные изоляторы (ИП, ИПУ)

При необходимости провести провод или шину через стену, например, на вводе в подстанцию, используют проходные изоляторы.