Изолация на електропроводи

Дълго време енергетиците са разработили традиция да наричат ​​устройства за предаване на електричество от източник (генератор) до потребител с термина „линия“, въпреки че имат много сложен технически дизайн и в някои случаи се простират до няколко стотин или хиляди километри.

По -просто казано, всяка преносна линия се състои само от два компонента:

• текущи оловни системи, които осигуряват потока на електрически потоци;

• диелектричната среда, обграждаща тези проводници, за да се предотврати преминаването на електричество в ненужна посока. Тази среда се нарича просто изолация.

Според метода на използваните изолационни материали електропроводите са разделени на:

• въздух;

• кабел.

Въздушни електропроводи

Тези конструкции използват диелектричните свойства на въздуха на заобикалящата атмосфера за изолиране на токови проводници. Това взема предвид факта, че неговата съпротивление варира в зависимост от времето, температурата, влажността и други параметри. За да се премахнат тези фактори, за всеки тип напрежение се избира оптималното разстояние между проводниците. С увеличаване на стойността му се увеличава безопасното разстояние на проводниците един от друг.

Тъй като потенциалът на всеки токов проводник може да изтече към земята, фазовите проводници също се отдалечават от земната повърхност. На практика обаче те се издигат много по -високо, тъй като хората могат да преминават или работят под тях, транспортните превозни средства се движат и могат да бъдат разположени стопански постройки. Всичко това се взема предвид от дизайна на опората, върху която са фиксирани проводниците.

Изолация на въздушни електропроводи

В допълнение към избора на въздушно разстояние между проводниците и земята, е необходимо да се фиксират токовите проводници върху мачтите, за да не се наруши тяхното електрическо съпротивление. В края на краищата материалите, използвани за подпори (дърво и бетон при влажно време и метални конструкции при всякакви обстоятелства) са добри проводници на електрически ток.

За фиксиране на отворени проводници върху мачтите на опорите се използват специални конструкции, които се наричат изолатори… Те са изработени от устойчив диелектричен материал. Най -често избират специални видове порцелан, стъкло или по -рядко — пластмаси.

Дизайнът на отделен вид порцеланови изолатори е показан на снимката.

Изолаторът, показан вляво, е направен от едно парче порцелан. А дясната се състои от две части.

Според метода на закрепване към мачтата изолаторите се разделят на:

• щифтови конструкции, които са прикрепени към метален щифт, монтиран на траверса във вертикално положение;

• окачени устройства, окачени на мачта;

• модели на опън, фиксирани в хоризонтална равнина, за да устоят на силите на опън.

Всички те са произведени за работа при определен клас мрежово напрежение. В същото време те възприемат значителни механични сили във вертикална и хоризонтална посока, създадени от прикрепените към тях проводници при всякакви метеорологични условия.

Силните пориви на вятъра, дори в комбинация със натрупване на сняг и лед, не трябва да нарушават механичната якост на изолаторите и проводниците, а продължителният дъжд и дори дъжд не трябва да нарушават електрическото им съпротивление. В противен случай ще има авариен режим, премахването на който ще изисква огромни разходи.

Снимката по-долу показва пример за фиксиране на отворени проводници на еднофазна 220-волтова линия върху траверсата на опорна мачта, когато свързвате устройство за улично осветление с помощта на порцеланови изолатори.

Този метод се използва широко за осветяване на пътища, тротоари, зони на територията. Материалът на такъв изолатор може да издържи на механични сили от:

• опъване на проводници, действащи в хоризонталната равнина по оста на електропровода;

• тежестите на конструкцията, окачени върху тях, работещи върху компресията на изолатора.

Същите проекти се използват за линии 0,4 kV.

Отворени метални проводници се подменят на въздушни електропроводи с напрежение до 35 kV включително. самоносещи изолирани конструкции.

Когато ги използвате, не се използват порцеланови или стъклени изолатори, а системата за закрепване на кабели и проводници, показана на снимката.

На стълбове, където са свързани открити проводници и самоносещи конструкции, се използват и двата вида закрепване.

С увеличаване на напрежението, приложено към въздушната преносна линия, размерите на изолаторите и техните диелектрични свойства се увеличават. По -мощни изолатори работят при 10 kV въздушни линии.

За възприемане на хоризонталните сили на опъване на проводниците на места, където линиите се обръщат, например, за заобикаляне на резервоари, се използват изолатори на напрежение, които могат да се състоят от гирлянди.

Снимката показва комбинираното използване на опорни и опъващи изолатори върху подсилена опорна опора на VL-10 kV.

Същите конструкции са инсталирани на опори с разединители… Поддържащите изолатори осигуряват работата на подвижни ножове и неподвижни фиксирани контакти на разединителя, а изолаторите за напрежение възприемат дърпащите сили на проводниците.

Снимката потвърждава, че проектирането на всички изолатори на ВЛ 25 kV е станало по -сложно. Те увеличиха разстоянието между токовите проводници на електропровода и носещия материал.

Това е ясно видимо на ВЛ 110 kV, където низът от изолатори е станал по -дълъг и тяхната окачена конструкция вече е използвана.

Краищата на въздушните линии са свързани към трансформаторни втулки, разположени на подстанции.

Точките на свързване на електропроводите към оборудването на 110-kV високо напрежение отворено разпределително устройство са защитени от по-сложни конструкции на носещи изолатори, които могат да издържат на значителни електрически и механични натоварвания. Те премахват токовите проводници от опорите на още по -голямо разстояние.

Същото може да се види на снимката на въздушна кула, изработена от метал за предаване на 330 kV енергия с високо напрежение. Снимката показва, че всяка фаза има разделяне на токови проводници, чиито проводници са фиксирани върху траверсата с още по -подсилен венец от изолатори за стъклено напрежение.

Пост изолаторите на подстанция 330 kV преместват проводниците и шините още по -далеч от оборудването.

Кабелни електропроводи

В тези структури проводящите сърцевини на фазите са отделени една от друга със слой твърд диелектрик и са защитени от влиянието на околната среда чрез здрава, но еластична обвивка. Понякога вместо твърди вещества може да се използва течно кабелно масло, направено от петролни продукти или газообразни вещества. Но такива диелектрици рядко се използват на практика.

По отношение на производствените разходи, кабелните линии са по -скъпи от въздушните преносни линии. Следователно те се полагат в рамките на града, вътре в жилищни сгради, индустриални зони, на кръстовища с водни бариери, когато не могат да се монтират въздушни опори.

За полагане на кабели създайте кабелни тави, канали или обикновени заровени окопикоито ограничават достъпа до работещи вериги под напрежение.

Изолация на кабелни електропроводи

Конструкцията на захранващия кабел за електропроводи зависи от количеството мощност, предавана през него и приложеното напрежение.

Проводниците на кабела обикновено са изработени от медни или алуминиеви сплави, а видът на диелектричните материали, използвани между тях, зависи от големината на приложеното напрежение.

В устройства до 1000 волта най -често се използват слоеве от полиетиленови съединения или структури с хартиени пълнители и снопове, импрегнирани с кабелно масло с различна консистенция.

Приблизителното подреждане на изолационните слоеве за нестандартен четирижилен кабел е показано на снимката.

Тук металът на всяка проводима сърцевина е покрит с изолационен слой, който влиза в контакт с хартиените снопове и пълнители, поставени в изолацията на колана. Външната обвивка напълно запечатва цялата конструкция.

Когато хартията е импрегнирана с минерални масла с различни добавки за увеличаване на вискозитета на слоя, диелектричните характеристики се увеличават едновременно. Такива вискозни импрегнирани с масло кабелни кабели могат да работят във вериги с високо напрежение до 10 kV включително.

Техническият метод за изработка на оловни проводници увеличава експлоатационните свойства на диелектричния слой. За това всяко ядро ​​е направено под формата на отделен коаксиален кабел с вискозна импрегнация, поставен вътре в оловната обвивка.

Пространството между такива вени се запълва с пълнител от юта и се поставя вътре в брониран слой от поцинковани стоманени проводници, заобиколен от външен запечатан защитен слой.

Такива кабели с оловни метални проводници работят във вериги за високо напрежение до 35 kV включително.

За предаване на електричество по кабела с по -високи напрежения до 110 kV и по -високи се използват други конструкции на изолационния слой. Това може да бъде по -малко вискозно кабелно масло, инертни газове (най -често азот). Налягането на маслото в такива слоеве може да бъде ниско (до 1 кг / см)2), среден (до 3 × 5 кг / см2 ) или висока (до 10-14 кг / см2 ). Такива кабели работят във вериги за високо напрежение до 500 kV включително.

Проверки на изолацията на електропроводи

По време на работа на електрическо оборудване се оценява състоянието на диелектричните слоеве:

• постоянно;

• периодично.

Специални контролни устройства извършват непрекъснат анализ на качеството на изолацията в автоматичен режим. Те са настроени по такъв начин, че измерват много ниски токове на утечка при нормална работа. Когато възникне нарушение на диелектричния слой, тези токове се увеличават и моментът на преминаването им през критичната стойност се фиксира от релейна токова верига с издаване на алармена команда за уведомяване на обслужващия персонал.

Периодичен мониторинг на състоянието на изолация на електрическо оборудване, включително електропроводи, се възлага на специално сформирани електрически лаборатории, които извършват проверки с високо напрежение под формата на измервания и тестове със специализирани мобилни или стационарни инсталации.

Техническият персонал на такива лаборатории в електроенергийната система е разделен на отделни отдели, наречени изолационна служба. Тя, под ръководството на ръководителя, участва в рутинни тестове на съществуващото енергийно оборудване и електропроводи и е длъжна преди всяко въвеждане на каквито и да било устройства, върху които е била извършена превантивна работа с разглобяването на веригата, да представи писмена становище за готовността на входния участък да издържи на високоволтовото натоварване с изолация.

Прочетете също: Причини за повреда на въздушни електропроводи