Maturski Rad - Izolatori

ЕЛЕКТРОТЕХНИЧКА ШКОЛА „Никола Тесла“ БЕОГРАД

МАТУРСКИ РАД Предмет:ЕЛЕКТРИЧНЕ МРЕЖЕ И ДАЛЕКОВОДИ Тема: ИЗОЛАТОРИ

Матурски рад прегледао: урадио:

Матурски рад

Проф. Гордана Новковић

Стефан Златановић

Школска 2008/2009 Јун 2009 1

Садржај Увод у изолаторе

3

Изолатори за ниски напон Затезни изолатори

5 6

Изолатори за средњи и високи напон Потпорни изолатори

7

7

Висећи изолатори 10 Композитни изолатори......................................................................................................................................... ......14 Литература......................................................................................................................... ..................................................16

2

Увод у изолаторе Проводници за надземне водове причвршћују се на стубове преко изолатора. Изолатори се израђују од тврдог порцулана или оплемењеног стакла. У изузетним случајевима, када се захтева врло велика механичка чврстоћа, употребљавају се стеатитни изолатори. У последње време почела је примена изолатора од синтетичких материјала. Тело порцуланског изолатора израђује се од смеше каолина, кварца и глине. Маса добијена од тих сировина се применом више операција обликује, суши и глазира. Тело стакленог изолатора израђује се од смеше веома квалитетног кварцног песка са додатком натријума или берилијума и мало боје. Смеша се загревањем на температури 1400 – 1500°C топи, а истопљена маса се затим обликује у пресама, поново загрева на температури 600°C и онда хлади. Процес хлађења у последњој фази се веома брзо одвија. На тај начин се постиже велика механичка чврстоћа стакла. Стакло добијено на овај начин зове се каљано или оплемењено стакло. Изолатори од класичних материјала као што су порцулан и стакло доста су тешки и гломазни, нарочито у водовима врло високих напона. Зато се тежило да се пронађе такво решење, којим ће се смањити димензије и тежина изолатора, као и стубова и целокупне опреме, затим цена изградње и, што је јако важно, сузити коридор електроенергетских водова. То се постигло применом синтетичких материјала за израду 3

изолатора. У свету се данас израђују изолатори од полиестерских смола које су ојачане стакленим влакнима, тзв. полимерни изолатори, пресвучени тефлонским или силиконским слојем. Сви ови изолатори се одликују изванредним диелектричним и механичким особинама, као и малим димензијама и тежином. Да би изолатори одговарали својој намени, треба да имају следећа својства: - високу изолациону моћ, што се постиже на тај начин да се апсорпција воде онемогући. Значи, изолатори не смеју бити порозни; - велику механичку чврстоћу, јер су оптерећени силама услед затезања проводника. То се постиже правилним избором структуре материјала од којег се израђују. Структура мора бити фино зрнаста и без пукотина; - отпорност на све хемијске утицаје – у ту сврху се површина порцуланских изолатора превлачи глазуром, тако да влага, прашина, со и хемијски гасови не пријањају лако уз њих. Глазура треба да је глатка, тврда, без пукотина и отпорна на хемијске утицаје. Осим тога, спој глазуре с порцуланксим телом изолатора мора бити хомоген; - неосетљивост на изненадне промене температуре околине којима су електроенергетски водови изложени. Изолатори се деле на изолаторе за ниски, средњи и високи напон.

4

Изолатори за ниски напон Ови изолатори се дела на потпорне и затезне изолаторе. Потпорни изолатори су звонастог облика. Примењују се изолатори ознаке N95 са еластичном навојном чауром. На слици је приказан њихов облик и њихове основне димензије ових изолатора.

5

Затезни изолатори Затезни изолатори су ваљкастог облика. Примењују се углавном изолатори са ознаком Z 80, а употребљавају се на оним местима у ниско напонским водовима где долазе до 6

изражаја већа мехничка напрезања (нпр. на затезним стубовима). Облик и димензије затезног ваљкастог изолатора приказане су на слици:

Изолатори за средњи и високи напон У средњенапонским водовима (10, 20, 35 кV) примењују се потпорни и висећи изолатори. Потпорни се спајају чврсто са стубом, док се висећи изолатори спајају тако да се могу слободно њихати око чврсте тачке вешања. 7

Потпорни изолатори се примењују само за средњенапонске водове, док се висећи изолатори примењују и за средњенапонске, и за високонапонске водове.

Потпорни изолатори У нашим средњенапонским електроенергетским водовима примењују се два типа ових изолатора, и то тип са ознаком Рѕ и новији тип са ознаком LЅР, који све више потискује Рѕ изолатор. Потпорни Рѕ изолатори имају металну навојну чауру и причвршћују се на стуб или конзолу преко носача изолатора. Примењују се за напоне 10 и 20 кV, у две величине, а за 35 кV само у једној. Мањи тип Рѕ изолатора употребљава се на свим местима где се захтева нормална електрична изолација. На оним местима где се захтева појачано електрична и механичка сигурност (нпр, при преласцима преко саобраћајница, железничких пруга, пловних река, РТТ, водова и сл.) употребљава се већи тип који има дужу клизну стазу, и код којег теже долази до пробоја изолација.

8

Облик изолатора са основним мерама и карактеристикама је приказан на слици.

Изолатор типа LЅР је масивни изолатор са пуним језгром и са бројем крила 3, 5 или 6, у зависности од напонског нивоа (10, 20 или 35 кV). На конзолу се причвршћује директно преко анкер-вијка. Израђује се такође у две величине, за сваки напонски ниво. Мањи тип овог изолатора се, такође примењује на оним местима где се захтева нормална електрична изолација, а други, са дужом струјном стазом на местима где се захтева појачана елктрична изолација. 9

Новији типови носећих изолатора LЅР су конзолни, имају ознаку LЅР К, а уместо главе изолатора имају хоризонтални или вертикални носач, носеће стезаљке проводника. Скице сва три следећа типа су на следећој слици:

10

ВИСЕЋИ ИЗОЛАТОРИ Према облику постоје два типа висећих изолатора и то капасти и штапни. Капасти изолатори су у ствари ланчане изолаторске јединице од порцулана или стакла, које се међусобно спајају у изолаторске ланце. Ланчана изолаторска јединица састоји се из порцуланског или стакленог тела, металне поцинковане капе, израђене од темпер-лива, и челичног поцинкованог тучка. У капи се налази гнездо, за везу са тучком, друге изолаторске јединице, а расцепка служи да обезбеди сигурну везу између појединих изолатoрских јединица у једном ланцу. 11

Број ланчаних изолаторских јединица у једном ланцу зависи од висине напона електроенергетског вода и других услова. Ланци су покретни око тачке вешања на стубу, док веза између појединих изолаторских јединица у ланцу мора бити доста гибљива да би се избегло оптерећење ланца на савијање.

Постоји више типова ланчаних изолаторских јединица, а код нас се углавном примењују следећи:

12

*IEP – Индустрија електропорцелана Аранђеловац ** IEC – Интернационална електротехничка комисија

У водовима високих напона, примењују се два типа порцуланских, изолаторских јединица, и то Ј 100 DP, и Ј 70 DP и више типова стаклених, који по облику и димензијама одговарају порцуланским. На деловима вода који пролазе кроз подручје веома загађене атмосфере, као и кроз подручја са доста росе и магле примењују се изолаторски ланци, са стакленим изолаторским јединицама типа Ј 120 К-М. Ове јединице имају дужу клизну стазу од претходно поменутих изолатора, па су за овакве пределe подесније. Клизна стаза је најкраће растојање мерено по површини изолатора, од каце до тучка. Најмања дужина клизне стазе зависно од степена загађења регулисана је Правилником о техничким нормативама за изградњу надземних електроенергетских водова и дата је у табели. У водовима средњих напона 10 и 20 кV примењујуе се тип стаклене изолаторске јединице U 40 BL и U 40 C . 13

У водовима напона 10 kV, и то само на затезним стубовима, примењује се стаклена изолаторска јединица типа U 40 C.

Основне мере и карактеристичне величине порцуланских и стаклених изолаторских јединица дате су на слици:

Изолаторски ланци, састављени од стаклених изолаторских јединица, имају извесну предност у односу на изолаторске ланце од порцуланских изолаторских јединица јер при пробоју стаклене изолаторске јединице долази само до лома и отпадања стакленог венца, а тиме и до смањења изолаторског ланца. Никада не долази до кидања изолаторског ланца, и пада проводника на земљу.

14

Штапни изолатори израђују се од порцулана, а састоје се из пуног језгра и заштитних крила. Употребљавају се појединачно или у ланцу. Предност штапних изолатора над изолаторским ланцима састављених од изолаторских јединица је у томе што су доста лакши за исти напонски ниво и што код њих много теже долази до пробоја од прескока електричног лука. Ако и настане лук се затвара у ваздуху, а не каскадно преко металних делова појединих изолаторских делова, и тако не угрожава изолациони део изолатора. У нашим електроенергетским водовима високих напона који пролазе кроз пределе великог аерозагађења примењује се тип штапног изолатора Š 75/15.

За водове од 110 кV довољан је један изолатор, а за водове напона од 220 кV потребна су два штапна изолатора у ланцу. У водовима напона 35 кV примењује се мањи тип порцуланског штапног изолатора са нормалном изолацијом (Š 38 N) и појачаном изолацијом (Š 38 L), и то као једноструки или двоструки ланац.

15

Композитни изолатори Примене синтетичких маса за израду изолатора или изолационих конзола у свету врло је велика, чак и код водова врло високоих напона. У нашој земљи је њихова производња тек на почетку и то само за елементе електроенергетских дистрибутивних водова. Код нас се израђују композитни (силиконски) изолатори са језгром од фибергласа. Силикон има изванредна диелектрична својства и постојан је на температурне промене, а фиберглас има добре механичке особине и обезбеђује добру механичку чврстоћу изолатора. Изолатори имају малу масу и веома су лаки за уградњу.

16

Композитни изолатори се израђују као потпорни изолатори или као изолационе конзоле у компактиним водовима напона 35 кV за пределе са великим аерозагађењем. За одређени електроенергетски вод треба одабрати изолаторе стандардних типова водећи рачуна о изолационом нивоу, механичким оптерећењима и о другим специфичним условима.

17

ЛИТЕРАТУРА „Електричне мреже и далеководи“ – за 3. разред електротехничке школе Интернет страница Tyco Electronics-а

18