Isolatoren für Masten und Durchführungen

Station und Hardware Isolatoren Verteilergeräte werden je nach Zweck und Ausführung in Stütz- und Durchgangsgeräte unterteilt. Stützisolatoren dienen der Befestigung von Sammelschienen und Stromschienen offener und geschlossener Schaltanlagen und Geräte. Durchführungen werden verwendet, wenn Stromkabel durch Wände geführt werden oder um Spannung in Metallbehälter von Transformatoren, Kondensatoren, Schaltern und anderen Geräten einzuleiten.

Das Hauptisoliermaterial von Stützisolatoren ist Porzellan. In letzter Zeit erfreuen sich Polymer-Stützisolatoren großer Beliebtheit. In Durchführungen für Spannungen ab 35 kV werden neben Porzellan häufig auch Ölpapier und Ölsperre verwendet.

Isolatoren für Innenmasten für Spannungen von 3 - 35 kV werden üblicherweise aus Stab gefertigt und bestehen aus einem Porzellankörper und Metallbeschlägen. Bei Isolatoren mit innen abgedichtetem Hohlraum (Abb. 1, a) wird die Bewehrung in Form einer Kappe zur Reifenbefestigung und einer runden oder ovalen Basis mit Zement auf Porzellan befestigt.

Die Rippe ist schwach ausgebildet und dient dazu, die Entladespannung etwas zu erhöhen.Den größten Einfluss hat der an der Kappe befindliche Rand, der das Feld im Bereich der stärksten Seiten, von wo aus die Entladung beginnt, etwas abflacht.

Reis. 1. Stützisolatoren Typ OF-6 für Innenaufstellung.

Dieser Rand ist der größte. Isolatoren mit Innenausstattung (Abb. 1, b) haben im Vergleich zu Isolatoren mit Lufthohlraum ein geringeres Gewicht, eine geringere Höhe und etwas bessere elektrische Eigenschaften. Dies wird dadurch erreicht, dass bei der inneren Einbettung der Verstärkung die größte Spannung im Porzellan zu beobachten ist, kein Lufthohlraum vorhanden ist und die Verstärkung die Rolle eines inneren Schirms übernimmt.

Stützisolatoren für offene Schaltanlagen haben Lamellen entwickelt, um die erforderlichen Abflusseigenschaften bei Regen zu gewährleisten.

Stützstiftisolatoren vom Typ ОНШ werden für Spannungen von 6 bis 35 kV hergestellt und bestehen aus einem (Abb. 2, a), zwei oder drei (Abb. 2, b) Porzellankörpern, die miteinander verkittet und mit einer Verstärkung versehen sind. Stromschienen und Isolatoren werden mit Bolzen befestigt. Für 110, 150 und 220 kV werden Stiftisolatoren in Reihen von drei > vier bzw. fünf ONSH-35-Isolatoren zusammengestellt.

Reis. 2. Stützstifte für externe Installation: a-ОНШ-10-500, b-ОШП-35-2000.

Stabisolatoren zur Außenmontage vom Typ ONS werden für Spannungen bis 110 kV ausgegeben (Bild 3). Anzahl und Größe der Rippen werden nach Erfahrung ausgewählt. Wenn das Verhältnis von Kantenüberstand a zum Kantenabstand etwa 0,5 beträgt, sind die Nassentladungsspannungen für einen gegebenen Entladungsabstand am höchsten.

Reis. 3. ONS-110-300 Stützstangenisolator für die externe Montage.

Es werden auch Hohlstabisolatoren verwendet. Der Durchmesser solcher Isolatoren ist größer als der von Massivstabisolatoren, was eine höhere mechanische Festigkeit gewährleistet.Allerdings sind bei solchen Isolatoren innere Hohlraumentladungen möglich, um zu verhindern, dass die inneren Hohlräume mit Porzellanleitblechen abgedichtet oder mit Masse gefüllt werden.

Bei Spannungen von 330 kV und mehr sind einzelne Isolatorsäulen sehr hoch und bieten nicht die erforderliche mechanische Biegefestigkeit. Daher werden bei diesen Spannungen am häufigsten Stützkonstruktionen in Form eines konischen Stativs aus drei Isolatorsäulen verwendet. Unter Biegekräften wirken Isolatoren in solchen Strukturen nicht nur auf Biegung, sondern auch auf Druck.

Die Spannungen in den Elementen der hohen Stützisolatorensäule sowie in der Hängegirlande sind ungleichmäßig verteilt. Zum Spannungsausgleich werden Ringkernschirme verwendet, die am oberen Element der Säule befestigt sind.

Reis. 4. Stützstabisolatoren OS

Durchführungen für 6–35 kV bestehen meist aus Porzellan. Ihre strukturelle Leistung wird durch Spannung, Strom, zulässige mechanische Biegebelastung und die Umgebung bestimmt.

Der Isolator (Abb. 5) besteht aus einem zylindrischen Porzellankörper 1, der mittels zementverstärkter Metallendkappen 2 mit einem leitfähigen Stab 3 fest befestigt ist. Ein Flansch 4 dient zur Befestigung des Isolators an der Gebäudewand oder dem Körper des Geräts. Wie andere Arten von Isolatoren werden Durchführungen so hergestellt, dass die Durchbruchspannung höher ist als die Überlappungsspannung an der Oberfläche.

Die Durchschlagspannung von Porzellandurchführungen hängt von der Dicke des Porzellans ab. Die Gestaltung solcher Isolatoren wird jedoch praktisch durch die erforderliche mechanische Festigkeit, die Überlappungsspannung der Struktur und Maßnahmen zur Eliminierung von Korona bestimmt.

Isolatoren für 3-10 kV werden mit einem inneren Lufthohlraum 5 hergestellt.

Reis. 5. Porzellandurchführungen: a – für Spannungen von 6–10 kV für Inneninstallation, b – für Spannung von 35 kV in massiver Ausführung für Außeninstallation.

Es müssen keine besonderen Maßnahmen ergriffen werden, um die Möglichkeit einer Koronabildung bei solchen Spannungen auszuschließen. Bei Spannungen von 20–35 kV kann Korona auf dem Stab gegenüber dem Flansch auftreten, wo in Luft die höchste Feldstärke beobachtet wird. Um die Bildung einer Korona zu verhindern, werden Isolatoren für solche Spannungen ohne Lufthohlraum hergestellt (Abb. 5, b). In diesem Fall wird die äußere Oberfläche des Porzellans metallisiert und mit dem Stab verbunden.

Um ein Herunterfallen des Flansches auszuschließen, ist die Porzellanoberfläche darunter ebenfalls metallisiert und geerdet. Die Gleitspannungen des Flansches auf der Porzellanoberfläche und damit die Oberflächenüberlappungsspannungen können durch Reduzierung der Oberflächenkapazität erhöht werden. Hierzu wird entweder der Durchmesser des Flanschisolators vergrößert oder die Oberfläche des Isolators gerippt, wobei die Rippen in der Nähe des Flansches massiver sind.

Reis. 6. Polymerhülse 10 kV

Isolatoren, die dazu bestimmt sind, Spannung von einem Medium auf ein anderes zu übertragen (Luft, Öl usw.), sind in Bezug auf den Flansch asymmetrisch. Beispielsweise kann der Überlappungsweg in Öl 2,5-mal kürzer zurückgelegt werden als in Luft. Die Durchführung, deren eines Ende innen und das andere außen liegt, wurde ebenfalls asymmetrisch gestaltet, wobei der äußere Teil stärker ausgeprägte Rippen aufweist, um die Belastung bei nassem Austritt zu erhöhen.