Проходные изоляторы и линейные вводы

Проходные изоляторы - это изоляторы, предназначение которых изолировать и передавать по проводнику электричество из одной среды в другую. Примерами сред, между которыми происходит передача электроэнергии, могут служить воздух-воздух, воздух-диэлектрик (масло, элегаз).

Это может быть путь от трансформатора ОРУ или линии ЛЭП, расположенных на улице, до ЗРУ, которое естественно расположено в помещении. Получается переход из одних атмосферных условий в другие. Кроме ЗРУ проходные изоляторы могут встречаться в масляном выключателе, силовом трансформаторе, КРУЭ. Эти два типа изоляторов (проходной и ввод трансформатора) в нормах и объемах испытаний даже объединены в один пункт.

Типы проходных изоляторов

Изоляторы классифицируются по:

• области применения (для ЗРУ, КРУЭ, силовых трансформаторов, силовых трансформаторов тока, масляных выключателей, турбогенераторов, конденсаторов связи)

В этой статье речь пойдет только о проходных изоляторах для КРУ - “воздух-воздух”

• классу напряжения (6, 10, 20, 35, 110, 150, 220...1150 )

Проходные изоляторы напряжением 6-35 кВ называют проходными изоляторами, а проходные изоляторы на напряжение свыше 110 кВ называют линейными вводами

• типу (= или ~) и номиналу тока
• материалу внешней изоляции (керамические, полимерные)

Раньше выпускали только керамические, в настоящее время выпускают как керамические, так и полимерные. У каждого из этих видов свои преимущества и недостатки

• материалу внутренней изоляции (RIP, бумажно-масляная, воздух)
• материалу токоведущей части (алюминий, медь)
• армированный и неармированный

Изоляторы проходные 6-35 кВ

Для примера возьмем два самых распространенных типа проходных изоляторов: керамический ИП и полимерный ИПП. Изоляторы для ЗРУ выполняются армированными. Длина изолятора определяется номинальным напряжением, а толщина - номинальным током.

В зависимости от величины тока внутри изолятора может быть прямоугольная, круглая шина. Между шиной и внешней изоляцией нет внутренней изоляции.

Для проходных керамических существуют:

• ГОСТ 22229-83 с общими техническими условиями (много текста)
• ГОСТ 20454-85 с размерами, формами (много рисунков)

Среди прочих стандартных испытаний меня заставил поднять бровь вверх следующий пункт: изоляторы должны выдерживать трехминутное воздействие непрерывного потока искр, а еще испытание под дождем. Пункты правильные и ничего против я не имею, просто специфические. Хотел бы я посмотреть на такое испытание, любопытно оч.

Расшифруем маркировку на примере ИПУ-6/1000-12,5 УХЛ1:

• И - изолятор
• П - проходной
• У - усиленное исполнение внешней изоляции
• 6 - номинальное напряжение, кВ
• 1000 - номинальный ток, А
• 12,5 - минимальная разрушающая сила на изгиб, кН
• УХЛ - климатическое исполнение
• 1 - категория размещения по ГОСТ 15150-69

Для полимерных ПИ в качестве источника размеров и форм используют вышеобозначенный ГОСТ 20454-85, а для техусловий - ТУ 3494-015-59116459-07.

Расшифруем маркировку на примере ИППУ-6/1000-12,5-А4 УХЛ1, всё аналогично как и у вышеописанного фарфорового, кроме:

• П - полимерная изоляция внешняя
• А - параметр, отвечающий за модификацию по фланцу и размера присоединения к шине
• 4 - степень загрязнения по ГОСТ 9920

В общем, всё тоже только есть вторая буква П, которая говорит о том, что в данном изоляторе вместо фарфора используется полимерный материал.

Вводы линейные от 110кВ и выше

Какое самое большое ЗРУ, где Вы бывали? Мне доводилось работать на ЗРУ-110 кВ. Такое закрытое, на две системы шин. Тогда правда я сайтом не занимался, поэтому фотографий не могу предоставить. Так вот там испытывали, среди ОПНов, ТНов и ТТ - проходные изоляторы 110кВ. Шли они с улицы в ЗРУ через стену. Правильнее получается их называть линейные вводы. В отличие от проходных высоковольтных изоляторов на напряжение до 35кВ у линейных вводов, кроме внешней, также имеется и внутренняя изоляция. Но обо всем по порядку.

В отличие от проходных изоляторов, о которых писалось выше, при конструировании линейных вводов большее внимание уделяют электрическим расчетам конструкции, из-за повышения роли явлений, которые возникают из-за перенапряжений. Тут важно учитывать распространение электрического поля в радиальном и аксиальном направлениях.

Типы: воздушные, маслонаполненные, конденсаторные.

Воздушные - это когда шина, а на ней покрышка фарфоровая. И чем выше напряжение, тем больше должно быть расстояние и тем причудливее форма изолятора. На высокие напряжения уже не применяют, так как нашли решения поэкономичнее и понадежнее.

Маслонаполненные - у них внутри масло, барьеры для увеличения прочности масла и металлические прокладки для снижения неравномерности поля.

Конденсаторные. В настоящее время самыми надежными и совершенными являются линейные вводы конденсаторного типа с RIP-изоляцией, которые выпускаются как с полимерной внешней изоляцией, так и фарфоровой покрышкой - тут уж на любителя. Если вы сразу представили могилку с надписью R.I.P., то Вы не один такой. В случае с линейными вводами расшифровка будет не rest in peace (“покойся с миром”), а Resin Impregnated Paper (“бумага, пропитанная смолой”). Хотя, с началом применения рип-изоляции, можно сказать покойтесь с миром воздушные и маслонаполненные линейные вводы.

Вот, к примеру, линейные вводы от фирмы “Изолятор”, подробнее можно прочитать в буклете.

В общем, вначале берут токопроводящую трубу, на неё наматывают слоями изоляционную бумагу и проводящие обкладки (для распределения электрополей в радиальном и аксиальном направлениях). Затем из полученной конструкции убирают газы и влагу методом сушки, а после происходит пропитка эпоксидным компаундом. Полученную заготовку механически обрабатывают и далее надеваются фарфоровые покрышки и втулка между ними. Между покрышкой и основной деталью пространство заполняют влагопоглащающим материалом, это всё дело стягивают. В случае с полимерной изоляцией, её наносят на основную деталь в специальной форме в специальном устройстве.

В качестве экрана для выравнивания электрополей у верхней и нижней частей вводов с фарфоровой изоляцией используется верхний и нижний фланцы, для вводов с полимерной изоляцией - верхний и нижний экраны.

В высоковольтных вводах также имеется измерительный вывод - это колпачок, под которым имеется возможность измерить величину внутренней изоляции.

Отдельно перечислю достоинства вводов с полимерной изоляцией, воспользовавшись проспектом одной из фирм-производителей: сухость, пожаробезопасность, не требует обслуживания, высокая трекингостойкость, гидрофобность внешней изоляции, сниженный риск повреждений при транспортировке, отсутствие ограничений по углу установки, стабильные свойства изоляции на протяжении всего срока эксплуатации.

Пишут, что даже, если её не чистить, то всё будет “не бяды”. Интересно услышать мнения тех, у кого это оборудование в эксплуатации.