•консольные изоляторы, которые используют в изолированных консолях и которые могут быть тех же марок, что и фиксаторные;

•секционирующие изоляторы – особый вид изоляторов, используемых в конструкциях секционных изоляторов (секционные изоляторы, собственно, изоляторами уже не являются, это сборные конструкции для секционирования контактной сети);

•штыревые изоляторы, используемые для крепления проводов линий продольного электроснабжения, располагаемых на опорах контактной сети;

•опорные изоляторы, используемые в мачтовых разъединителях.

Втабл. 2.4 приведены характеристики нескольких распространенных видов изоляторов.

Таблица 2.4 Основные характеристики некоторых типов изоляторов

Тип	Hc, мм	D, мм		lут, мм	Uсхр,		Uмкр,	Разрушающая сила, кН
					кВ		кВ	растяж.	сжатие	изгиб
				Стержневые	фарфо	ровые
VKL-60/7	544	120		-	140		100	80	-	2
ИКСУ-27.5	565	195		-	140		110	60	-	5.2
				Штыревые	фарфор	овые
ШФ-10А	105	140		215	60		34	-	-	14
ШФ-10Г	140	146		265	100		42	-	-	12.5
			Штыревые стеклянные
ШС-10А	110	150		210	60		34	-	-	14
	Полимерные ребристые из кремнийорганической резины
НСК-120/27.5	350	115		950	140		100	120	-	-
ФСК-70/0.9	540	150		950	140		100	70	-	4
ОСК-70/0.9	440	150		950	140		100	70	200	5
Стеклопластиковый стержень, покрытый фторопластовой защитной трубкой
НСФт-120/1.2	1514	14		1200	-		215	90	-	-
				Тарельчатые	фарфо	ровые
ПФ-70А	146	255		303	70		40	70	-	-
ПФГ-60Б	125	270		375	70		40	60	-	-
				Тарельчатые	стекл	янные
ПС-70Д	146	255		303	-		40	70	-	-

В качестве станционных изоляторов используются опорные изоляторы, в основном стержневого типа, проходные изоляторы разных типов и подвесные изоляторы (гирлянды тарельчатых изоляторов).

2.3. Распределение напряжения вдоль гирлянды изоляторов

Гирлянда изоляторов, составленная из подвесных тарельчатых изоляторов, является одной из наиболее часто встречающихся видов изоляции

31

проводов воздушных линий и контактной сети. Напряжение, приложенное к гирлянде изоляторов, распределяется неравномерно, и на разные изоляторы приходятся разные доли напряжений, что снижает напряжение начала короны и напряжение перекрытия гирлянды. В наиболее неблагоприятной ситуации оказывается изолятор, ближайший к проводу.

Основной причиной неодинаковых напряжений на изоляторах можно считать наличие паразитных емкостей металлических частей изоляторов по отношению к земле (рис. 2.4). В гирлянде можно различить три вида емкостей: собственные емкости изоляторов C0, емкости металлических частей по отношению к земле C1 и емкости по отношению к проводу C2. Порядок величин емкостей примерно таков: C0 ≈50 пФ, C1 ≈5 пФ, C2 ≈0.5 пФ.

а)

С1

б)
С0	С1
С0	С1
С2
С0

Рис. 2.4. Гирлянда изоляторов и схема замещения гирлянды

В первом приближении емкостью изоляторов по отношению к проводу можно пренебречь, и тогда схема замещения гирлянды сухих изоляторов выглядит как на рис. 2.4,б. При переменном напряжении по емкостным элементам протекает емкостный ток, и ток первого снизу изолятора разветвляется на ток емкостного элемента по отношению к земле и ток оставшейся части гирлянды. Через второй снизу изолятор течет емкостный ток меньшей величины, и падение напряжения максимально на нижнем, ближайшем к проводу изоляторе, который находится в наихудших условиях. При числе изоляторов больше трех-четырех минимальное напряжение приходится, однако, не на самый верхний изолятор. Наличие емкостей C2 приводит к некоторому выравниванию неравномерности падений напряжения и минимальное напряжение оказывается на втором-третьем (или далее, в зависимости от числа изоляторов в гирлянде) изоляторе сверху. На

32

рис. 2.5 показано распределение напряжения на гирлянде из 22 изоляторов линии 500 кВ; на один изолятор приходится от 9 до 29 кВ при среднем значении 13 кВ.

10	Доля напряжения, %
8
6
4
2
						Номер изолятора от провода
0	2	4	6	8	10	12	14	16	18	20	22

Рис. 2.5. Доля напряжения на изоляторах в гирлянде из 22 изоляторов

Для выравнивания напряжения по изоляторам гирлянды применяют экраны в виде тороидов, овалов, восьмерок, закрепляемых снизу гирлянды; на линиях с расщепленными фазами утапливают ближайшие изоляторы между проводами расщепленной фазы; расщепляют гирлянду около провода на две. Все эти меры выравнивают распределение напряжения изза увеличения емкости C2.

РЕЗЮМЕ

Среди изоляторов по расположению токоведущей части различают опорные, проходные и подвесные изоляторы, по конструктивному исполнению различают тарельчатые, стержневые и штыревые изоляторы, а по месту установки различают линейные и станционные изоляторы.

К основным характеристикам изоляторов относят номинальное напряжение, разрядные напряжения, геометрические параметры и механические характеристики.

На контактной сети используются подвесные изоляторы, фиксаторные изоляторы, консольные изоляторы, секционирующие изоляторы, штыревые изоляторы и опорные изоляторы.

Напряжение, приложенное к гирлянде изоляторов, распределяется неравномерно, и наибольшее напряжение оказывается на изоляторе, ближайшем к проводу.

Контрольные вопросы

1.Приведите классификации изоляторов.

2.Назовите основные группы параметров изоляторов и отдельные их характеристики.

3.Опишите конструктивные особенности отдельных изоляторов

33

контактной сети и тяговых подстанций.

4.В чем причина неравномерного распределения напряжения по гирлянде изоляторов?

Лекция 3. ВНУТРЕННЯЯ ИЗОЛЯЦИЯ ЭЛЕКТРОУСТАНОВОК

3.1. Изоляция силовых трансформаторов

Изоляция силовых трансформаторов с металлическим баком разделяется на внешнюю и внутреннюю. Внешняя изоляция составлена воздушными промежутками между вводами, между вводами и заземленным баком, а также по поверхности фарфоровых покрышек вводов. К внутренней изоляции относят изоляционные промежутки внутри бака: изоляцию обмоток, масляной части вводов, отводов и вспомогательных устройств.

Изоляцию обмоток разделяют на главную и продольную. Главная изоляция составлена изоляцией между обмотками, между обмотками и магнитопроводом, междуфазной изоляцией между наружными катушками двух соседних стержней и изоляцией наружной катушки от стенки бака. К продольной изоляции относят изоляционные промежутки между витками, между слоями витков и между катушками одной обмотки. Габариты главной и продольной изоляции при напряжениях до 220 кВ включительно определяются грозовыми перенапряжениями. Конструкция изоляции должна обеспечивать охлаждение активных частей трансформатора.

Главная изоляция выполняется преимущественно маслобарьерного типа, обладающая высокой импульсной электрической прочностью и обеспечивающая интенсивное охлаждение обмоток и магнитопровода. Эта изоляция представляет собою трансформаторное масло с барьерами из электротехнического картона. Общий вид такой изоляции показан на рис. 3.1. Набор барьеров составляют из трех основных видов: цилиндрический барьер, плоская шайба и угловая шайба.

Барьеры разделяют один большой масляный промежуток на несколько меньших, что увеличивает общее пробивное напряжение. Для наибольшего эффекта барьеры должны располагаться перпендикулярно силовым линиям электрического поля.

Для обеспечения циркуляции масла и отвода тепла сооружают мас-

ляные каналы двух основных видов (рис. 3.2):

•вертикальные каналы между цилиндрическими барьерами и между барьерами и обмоткой с помощью вертикальных реек;

•горизонтальные каналы между витками с помощью горизонтальных прокладок, которые служат одновременно для крепления вертикальных реек.

Характерное строение главной изоляции трансформаторов напряжением 35 кВ и 110 кВ показано на рис. 3.3.

34

	Плоская шайба	Угловая шайба
				Верхнее ярмо
Стержень	ННА	СНА	ВНА	ВНВ
				Нижнее ярмо

Цилиндрический барьер

Рис. 3.1. Общий вид главной изоляции обмоток трансформаторов

а)

Цилиндрический барьер

б)

А--А

А	А
	Прокладка
	Витки

Вертик. рейка

Рис. 3.2. Вертикальное (а) и горизонтальное (б) сечение масляных каналов

Втрансформаторах 220 кВ и выше часто делают ввод в середину катушки, что приводит к уменьшению напряжения на краях катушки.

Продольная изоляция силовых трансформаторов выполняется обычно слоями электроизоляционной бумаги, накладываемой поверх провода.

Вмаслобарьерной изоляции электрически наиболее нагруженны-

ми оказываются прослойки масла, поскольку диэлектрическая проницаемость εr электрокартона составляет примерно 4, а у масла εr ≈ 2.2, к тому же

35