Izolatori za stupove i čahure

Stanica i hardver izolatori razvodne uređaje prema namjeni i izvedbi dijelimo na potporne i prolazne. Potporni izolatori služe za pričvršćivanje sabirnica i sabirnica otvorenih i zatvorenih sklopnih postrojenja i uređaja. Čahure Koriste se pri provođenju strujnih žica kroz zidove ili za uvođenje napona u metalne spremnike transformatora, kondenzatora, prekidača i drugih uređaja.

Glavni izolacijski materijal stupnih izolatora je porculan. Nedavno su postali popularni polimerni izolatori za stupove i rukavce. U provodnicima za napone od 35 kV i više, osim porculana, široko se koriste uljani papir i uljna barijera.

Izolatori za unutarnje stupove za napone od 3 - 35 kV obično su izrađeni od šipke i sastoje se od porculanskog tijela i metalnih okova. U izolatorima s unutarnjom zatvorenom šupljinom (slika 1, a), armatura u obliku kape za pričvršćivanje guma i okrugle ili ovalne baze pričvršćena je na porculan pomoću cementa.

Rebro je slabo razvijeno i služi za nešto povećanje napona pražnjenja.Najveći utjecaj ima rub koji se nalazi na poklopcu, koji donekle izravnava polje u području najjačih strana, odakle počinje pražnjenje.

Riža. 1. Nosivi izolatori tipa OF-6 za unutarnju montažu.

Ovaj rub je najveći. Izolatori s unutarnjom armaturom (slika 1, b) imaju manju težinu, visinu i nešto bolje električne karakteristike u usporedbi s izolatorima sa zračnom šupljinom. To se postiže jer se tijekom unutarnjeg ugrađivanja armature uočava najveće naprezanje u porculanu, nema zračne šupljine, a armatura igra ulogu unutarnjeg zaslona.

Potporni izolatori za otvorena rasklopna postrojenja imaju razvijena rebra za pružanje potrebnih karakteristika pražnjenja tijekom kiše.

Potporni izolatori tipa ONŠ proizvode se za napone od 6 - 35 kV i sastoje se od jednog (slika 2, a), dva ili tri (slika 2, b) porculanskih tijela, međusobno cementiranih i ojačanih. Sabirnice i izolatori pričvršćeni su vijcima. Za 110, 150 i 220 kV, igličasti izolatori su sastavljeni u stupovima od tri > četiri, odnosno pet izolatora ONSH-35.

Riža. 2. Noseći klinovi za vanjsku ugradnju: a-ONŠ-10-500, b-OŠP-35-2000.

Štapni izolatori za vanjsku montažu tipa ONS izdaju se za napone do 110 kV (slika 3). Broj i veličina rebara odabiru se na temelju iskustva. Kada je omjer rubnog prepusta a prema rubnom razmaku oko 0,5, mokri naponi pražnjenja za dati razmak pražnjenja su najviši.

Riža. 3. ONS-110-300 Izolator potporne šipke za vanjsku montažu.

Koriste se i izolatori šuplje potporne šipke. Promjer takvih izolatora je veći od promjera izolatora od pune šipke, što jamči njihovu veću mehaničku čvrstoću.Međutim, pražnjenja unutarnje šupljine moguća su s takvim izolatorima kako bi se spriječilo brtvljenje unutarnjih šupljina porculanskim pregradama ili punjenje spojem.

Za napone 330 kV i više pojedinačni stupovi izolatora su vrlo visoki i ne daju potrebnu mehaničku čvrstoću na savijanje, pa se kod ovih napona najčešće koriste potporne konstrukcije u obliku stožastog tronošca od tri stupa izolatora. Pod silama savijanja, izolatori u takvim strukturama rade ne samo na savijanje, već i na kompresiju.

Naprezanja u elementima visokog stupa nosivih izolatora, kao iu visećem vijencu, neravnomjerno su raspoređena. Za izjednačavanje napona koriste se toroidalni zasloni pričvršćeni na gornji element stupa.

Riža. 4. Izolatori potporne šipke OS

Čahure za 6 — 35 kV najčešće se izrađuju od porculana. Njihova konstrukcijska izvedba određena je naponom, strujom, dopuštenim mehaničkim opterećenjem na savijanje i okolinom.

Izolator (slika 5) sastoji se od cilindričnog porculanskog tijela 1 čvrsto pričvršćenog pomoću cementom ojačanih metalnih čepova 2 s vodljivom šipkom 3. Prirubnica 4 služi za pričvršćivanje izolatora na zid zgrade ili tijela aparata. Kao i druge vrste izolatora, čahure su izrađene na način da je probojni napon veći od napona preklapanja po površini.

Probojni napon porculanskih čahura ovisi o debljini porculana. Međutim, dizajn takvih izolatora praktički je određen potrebnom mehaničkom čvrstoćom, naprezanjem preklapanja konstrukcije i mjerama za uklanjanje korone.

Izolatori za 3-10 kV izrađuju se s unutarnjom zračnom šupljinom 5.

Riža. 5. Porculanske čahure: a — za napone 6-10 kV za unutarnju ugradnju, b — za napon 35 kV čvrste konstrukcije za vanjsku ugradnju.

Ne treba poduzimati nikakve posebne mjere da bi se eliminirala mogućnost stvaranja korone pri takvim naponima. Pri naponu od 20–35 kV, korona se može pojaviti na šipki nasuprot prirubnice, gdje se opaža najveća jakost polja u zraku. Kako bi se spriječilo stvaranje korone, izolatori za takve napone proizvode se bez zračne šupljine (slika 5, b). U ovom slučaju, vanjska površina porculana je metalizirana i spojena na šipku.

Kako bi se eliminirala mogućnost ispuštanja prirubnice, porculanska površina ispod nje također je metalizirana i uzemljena. Naprezanja klizanja s prirubnice na površini porculana i stoga naprezanja preklapanja površine mogu se povećati smanjenjem površinskog kapaciteta. Za to se ili povećava promjer izolatora prirubnice ili je površina izolatora rebrasta, s masivnijim rebrima u blizini prirubnice.

Riža. 6. Polimerni rukavac 10 kV

Izolatori dizajnirani za ubrizgavanje napona iz jednog medija u drugi (zrak - ulje, itd.) su asimetrični u odnosu na prirubnicu. Na primjer, put preklapanja u ulju može se prijeći 2,5 puta manje nego u zraku. Čahura, čiji je jedan kraj u zatvorenom prostoru, a drugi na otvorenom, također je napravljena asimetrično, s tim da vanjski dio ima razvijenija rebra za povećanje naprezanja mokrog pražnjenja.