Выбор числа изоляторов в поддерживающих гирляндах подходящей ЛЭП 110 кВ

Изоляторы представляют собой конструкции, которые используются для крепления токоведущих и других, находящихся под напряжением, частей электротехнических устройств (проводов воздушных линий электропередачи, шин распределительных устройств и т. д.), а также для перемещения подвижных контактов выключателей и иных коммутационных аппаратов.

В соответствии с выполняемыми функциями изоляторы, прежде всего, должны обладать достаточной механической прочностью по отношению ко всем видам возможных эксплуатационных нагрузок: статическим, ударным и др. особенность этого очевидного требования применительно к изоляторам установок высокого напряжения состоит в том, что механическая прочность должна обеспечиваться при воздействии сильных электрических полей. В таких условиях местные, небольшие повреждения, не влияющие на общую механическую прочность, могут иногда вызывать существенное снижение пробивного напряжения и приводить к преждевременному выходу изолятора из строя.

На линиях 35 кВ и более высокого напряжения применяются преимущественно подвесные изоляторы тарельчатого типа. Путем последовательного соединения таких изоляторов можно получить гирлянды на любое номинальное напряжение. Применение на линиях разного класса напряжения гирлянд из изоляторов одного и того же типа значительно упрощает организацию их массового производства и эксплуатацию.

Из-за шарнирного соединения изоляторы в гирлянде работают только на растяжение. Однако сами изоляторы сконструированы так, что внешнее растягивающее усилие вызывает в изоляционном теле в основном напряжения сжатия и среза. Тем самым используется весьма высокая прочность фарфора и стекла на сжатие.

Основу изолятора составляет фарфоровое или стеклянное тело — тарелка, средняя часть которой, вытянутая к верху, называется головкой. На головке крепится шапка из ковкого чугуна, а в гнездо, расположенное внутри головки, заделывается стальной стержень. Армировка изолятора, т. е. механическое соединение изоляционного тела с металлической арматурой, выполняется при помощи цемента.

Соединение изоляторов в гирлянду осуществляется путем введения утолщенной головки стержня в специальное ушко на шапке другого изолятора и закрепления его замком. Длина стержня делается минимальной, но достаточной для удобной сборки гирлянды.

Механическую нагрузку несут в основном головка изолятора и прежде всего ее боковые опорные части. Поэтому конструкции тарельчатых изоляторов различаются в первую очередь формой головки.

Высота над уровнем моря 200 м, II степень загрязнения.

Определим расчетное значение коммутационных перенапряжений по формуле из (7):

.

Находим среднее Мокроразрядное напряжение гирлянды по формуле (7):

.

где kф=1.15;

kг=1.1;

kp=0.5(1+P/760)=0.99;

kу=0. 85.

.

Определим необходимое количество изоляторов марки ПС-4.5. Имеем: строительная высота h=13 см, диаметр тарелки D=25.5см, длина пути утечки Lут=25 см, мокроразрядная напряженность Емр=3.7 кВ/см. Тогда:

изоляторов.

Прибавив один запасной элемент, определяем полное число изоляторов марки ПС-4.5: .

Проверяем на достаточность обеспечения удельной длины пути утечки:

.

что не превышает установленный для II района .

Определенное расчетным путем число изоляторов соответствует числу изоляторов в гирлянде ЛЭП, подходящей к подстанции.

Определяем расчетные значения разрядных напряжений по формуле из (7) :

.

где для троса на высоте до 500 м.

.

Для найденных UP и UРК определяем величины изоляционных промежутков:

S1=25 см. S1K=60 см.

Вычисляем импульсную прочность выбранной гирлянды 7*ПС-4.5:

L2=n*h=7*13=91 см. (длина всей гирлянды).

UРИ=500 кВ. (7).

определяем изоляционный промежуток: S1И=45 см.

Определенные расчетным путем изоляционные расстояния соответствуют изоляционным промежуткам подходящей ЛЭП 110 кВ. По расчетам видно, что выбранное количество изоляторов должно обеспечивать высокое пробивное напряжение гирлянды. Однако, напряжение коронирования гирлянды Uкг на гирлянде из 7 изоляторов, соответствующее появлению короны на одном из изоляторов, может быть значительно меньше 7*Uки и при некоторых условиях оказаться ниже рабочего напряжения. Объясняется это тем, что напряжение, приложенное к гирлянде, распределяется по изоляторам неравномерно. Поэтому при увлажненном загрязнении может произойти перекрытие гирлянды и отключение линии.