TLL Media | Инженеринг ревю | IndustryInfoBG | South-East European INDUSTRIAL Market | Български Технически Каталог | Енерджи Инфо БГ | ТД ИНСТАЛАЦИИ | Екология & Инфраструктура
 
 
 
TLL Media Българското специализирано техническо списание за енергетика
НАЧАЛО     ENGLISH
Търси
TLL Media
TLL Media
ИздателствотоЗа изданиетоАрхивАбонамент РекламаКонтактиПредстоящо
TLL Media
 

ЕЛЕКТРОЕНЕРГЕТИКА

Енерджи ревю » Сп. Енерджи ревю - брой 3, 2018,
Изолатори за електропроводи


Изолаторите са компоненти на въздушните електропроводи, които се инсталират между проводниците под напрежение и заземените части от структурите, като са обект едновременно на механични и електрически натоварвания.

Следователно техническите характеристики на изолаторите трябва да са съобразени с най-лошите възможни работни условия в резултат на климатичните фактори – температура и влажност на околната среда, роса, мъгла, валежи, както и замърсяване (отлагания от прах, соли, остатъчни частици от процеси на горене и индустриални газове).

Механичното им съпротивление трябва да е толкова високо, че всеки товар да бъде пренасян по линията с достатъчно ниво на оперативна сигурност. Разрушаващата сила на огъване и устойчивостта на електрическа дъга трябва да са достатъчно големи, за да могат изолаторите да издържат на възникващите напрежения.

За тази цел са разработени изолатори с различна форма. Порцеланът е първият материал, използван за изработката на изолатори, като се ползва и днес, макар и с подобрения в състава. През годините са използвани и подсилено стъкло и пластмаса.

Съгласно стандарт БДС EN 60383-1, изолаторите за въздушни електропроводни линии се класифицират в две групи – A и B. Характерно за изолаторите тип A е, че дължината на най-късото пробивно разстояние през изолиращото тяло е поне наполовина от пробивното разстояние на повърхността на изолатора. Такива изолатори се считат за устойчиви на пробивни напрежения. Изолатори, при които дължината на най-късото пробивно разстояние през тялото е по-малко от половината пробивно разстояние на повърхността, се класифицират като изолатори тип B.

Керамични изолатори
Днес керамичните изолатори се изработват от кварцов порцелан C-110, алуминиевооксиден порцелан C-120 или C-130 съгласно БДС EN 60672-1. Свойствата на порцелана се контролират чрез регулиране на пропорциите на различни минерали в сместа. Качеството на продукта, особено постоянството на свойствата му, зависи от еднородния и доколкото е възможно непроменлив състав на сместа.

Група C-100 са силициеви и алуминиеви порцелани, базирани на алкален алуминиев силициев диоксид и произвеждани от каолин, фелдшпат и кварц. Всички материали от тази група имат еднакви електрически свойства, но се различават по механичната си якост. Керамичните материали от група C-200 са базирани на магнезиев силикат и се характеризират с висока якост на натиск и ниски диелектрични загуби.

Механичните свойства на суровинните материали могат силно да се повлияят от добавянето на оксиди в сместа, както и от вида на използваните глазури. Основната цел на глазурата е ограничаване на натрупването на замърсявания чрез заглаждане на повърхността на изолатора и увеличаване на якостта му.

Производството на прътовидни изолатори започва с претеглянето, смесването и смилането на суровини с висока чистота. Преси за вакуумна екструзия формоват пластичния филтърен кек в цилиндрични заготовки с желания диаметър. След нарязването им те се подлагат на стриктно контролиран процес на сушене, който ги подготвя за следващите етапи на формоване. Заготовките се обработват с вертикални стругове за получаване на желания контур на суровия продукт.

След още един етап на сушене изолаторите притежават висока якост и са готови за нанасяне на глазурата. Следва процес на изпичане, чиито параметри също се следят стриктно, тъй като прекомерното или недостатъчното изпичане може да доведе до ниска плътност на крайния продукт. Съвременните пещи разполагат с автоматично управление на температурата и възможност за рекуперация на енергията от димните газове. Това осигурява постоянно качество на процеса и го прави икономичен и екологосъобразен.

Материалите за производството на изолатори от висящ тип се обработват по същия начин като при прътовидните. След екструзия и нарязване заготовките се поставят в матрици и се пресоват до желаната форма. Следва изсушаване, нанасяне на глазурата и изпичане в тунелни пещи при температура 1300°C.

Преди доставка всички изолатори за въздушни електропроводи се снабдяват с арматурни елементи. Прикрепянето на металните капи на прътовидните изолатори се осъществява най-често чрез оловно-антимонова сплав или портландцимент. В региони, където температурата на капите може да надхвърли 80°C, следва да се използват сплав или цимент с температура на топене между 400 и 450°C.

Стъклени изолатори
Висящите изолатори от закалено стъкло са разработени като алтернатива на порцелановите, като изолиращото им тяло е изградено от стопен силициев оксид и други минерални соли. Стъклената диелектрична част се получава чрез стапяне на суровините в непрекъснат процес, което гарантира хомогенността на химичния състав на изолиращия компонент.

Производството започва със смесване и смилане на суровинните материали, след което се добавя рециклирано стъкло. Следват стапяне, изваждане на течната стъклена маса от пещта и отливане на изолаторите. Нежелателните вътрешни натоварвания се предотвратяват чрез контролирано охлаждане след формоването на всяко изолаторно тяло. Заготовката се подлага на междинно охлаждане, последвано от нагряване до температура от около 600°C, докато повърхността се темперира със сгъстен въздух.

Без никакви структурни изменения – само чрез различни скорости на охлаждане на стъклените зони на изолаторните тела – на повърхността се формират напрежения на натиск, а във вътрешните части – на опън, така че стъклените части стават предварително напрегнати. Този процес води до значително увеличаване на стойностите на якост.

Разликите в напреженията обуславят характерното разцепване, когато внезапни механични въздействия засегнат напрегнатата зона. Следва финален температурен шок чрез потапяне в студена вода, след което стъклените тела се подлагат на детайлна визуална инспекция за наличие на включения.

Производството на стъклените висящи изолатори приключва с циментиране на капите и шпилките (стержените) към телата. Капите са изработени от поцинкован темперован чугун, а шпилките – от галванизирана термообработваема стомана.

Когато е необходимо за постояннотокови приложения или в замърсени региони, шпилката може да бъде защитена от корозия чрез притискането й към втулка от цинкова сплав, образувайки по този начин галваничен електрод. След завършване на производствения процес, включително втвърдяване на цимента и механично изпитване, изолаторите се съхраняват в продължение на няколко седмици, тъй като понякога разнородното разпределение на напреженията води до непредизвикано счупване.

Стъклените изолатори, предназначени за употреба в силно замърсени региони се произвеждат с по-големи разстояния по повърхността на изолацията, което се постига чрез модифициране на долната част на изолатора. Рентабилен начин за регулиране на разстоянието по повърхността на изолацията в замърсени зони е увеличаването на броя изолатори в един стринг или изборът на корпуси с по-голяма стойност на този параметър.

Висящите изолатори са предпочитани за V-oбразни изолаторни групи, които позволяват изграждането на по тесни трасета поради липсата на напречно люлеене по посока към проводниците.

Тъй като механичната цялост в стринговете от висящи изолатори се запазва дори при загубата на отделни единици, например поради късо съединение или вандализъм, проводниковите шини на подстанциите често са оборудвани с единични висящи изолаторни групи. По-голямото тегло на този вид изолаторни групи в сравнение с прътовидните изолатори е недостатък.

Композитни изолатори
В продължение на много години, освен керамика и стъкло, за изолацията на електрически инсталации се използват и пластмаси или синтетични смоли с различен състав. Приложение намират изолиращи материали като ароматни и алифатни епоксидни реактивни смоли, тефлон (PTFE, политетрафлуороетилен), както и силиконов каучук.

Освен с обичайните изолационни характеристики, пластмасите или синтетичните смоли за приложение при въздушни електропроводи трябва да се отличават и с висока устойчивост на ултравиолетова радиация. В случай че не отговарят на това изискване, ароматните епоксидни смоли се използват само на закрито.

Изолатори, изработени от хомогенна пластмаса или синтетични смоли се използват при напрежения до 35 kV. Тези изолатори, направени от циклоалифатни смоли, се характеризират с високо ниво на гъвкавост по отношение на формоване, добра точност при оразмеряване и възможност за съвместно отливане на крепежни елементи. Те са и леки, но недостатъкът им е ниската устойчивост срещу ток на утечка. Поради това непрекъснато се проучват възможностите за подобряване на състава на суровините.

Композитните изолатори могат да бъдат формирани от отделни компоненти, фиксирани на централен прът със или без междинен слой, или от наслояване на компонентите върху пръта. Съставът на използваните материали и прилаганите процеси са различни при отделните производители.

Композитните изолатори имат няколко предимства – малко тегло, висока механична якост, значително намалено изискване за разстоянието по повърхността на изолацията благодарение на хидрофобна повърхност, издръжливост в замърсена среда, висока устойчивост срещу вандализъм и оптимална възможност за съответствие с изискванията на конкретен проект благодарение на модулната система за производството им.

Композитните изолатори могат да бъдат произведени като комплект, който да замести дълги изолаторни групи, което ги прави особено подходящи за обновяване на линии без необходимостта от модифициране на размерите на стълбовете или трасето.

Сравнение
Резултатите от проучвания показват, че изолаторите за въздушни електропроводи отговарят за 50-процентен дял от световния пазар на изолатори. Около 75% от този дял са висящите изолатори, изработени от стъкло или порцелан. Останалите 25% се поделят между по-голям дял прътовидни композитни изолатори и по-малка част порцеланови прътовидни изолатори.

Важна отличителна характеристика на висящите изолатори в сравнение с прътовидните е по-късото изолационно разстояние между капата и шпилката. Електрическото натоварване, изразено в kV/cm, в изолационния материал също е високо. Големият дял, включващ метални фитинги от неизолационен материал и цимент, увеличава теглото на стринга, което е недостатък при монтаж и поддръжка на линии с по-високо напрежение. Висящите изолатори не са устойчиви на пробив.

При стъклените висящи изолатори неизправност, свързана с електрически пробив, може да бъде регистрирана само чрез визуална инспекция, докато при порцелановите висящи изолатори е необходимо извършването на периодични времеемки измервания в условия под напрежение, за да бъдат открити вече механично ненадеждните капи.

Порцелановите прътовидни изолатори се различават от композитните по това, че са изградени от термично стабилен материал, който не се влияе от околната среда. Съвременният висококачествен порцелан е устойчив на натоварване на опън.

Капацитетът му за поемане на динамични товари или огъващи напрежения е ограничен, което означава, че е необходимо повече внимание при конфигурации с много стрингове.



Етикети:   изолатори   въздушни електропроводи   висящи изолатори   прътовидни изолатори  

« Назад
BPVA
Екология и Инфраструктура
 
TLL Media
WebDesignBG            © 2018 TLL Media        Начало   |   Права за ползване   |   XML    
TLL Media
TLL Media