Проходные изоляторы

Проходные изоляторы маркируются не только по номинальному напряжению, но и по номинальному току стержня. По исполнению изоляции различают проходные изоляторы фарфоровые, бумажно-бакелитовые, маслобарьерные и бумажно-масляные. Первые два типа в основном применяются на напряжения до 35 кВ включительно; остальные типы применяются на напряжения 110 кВ и выше.

Фарфоровые проходные изоляторы. Типичная конструкция фарфорового проходного изолятора с воздушной полостью показана нарис. 5.16. На поверхности стержня, где напряженность поля максимальна, возможно коронирование, что ведет к коррозии стержня и снижает разрядное напряжение по поверхности изолятора. Для устранения коронирования на стержень наносится слой твердой изоляции(бумаги). Напряженность поля высока также у заземленного фланца вследствие малого расстояния до противоположного электрода – стержня. Развитие короны у заземленного фланца предотвращается нанесением на фарфор полупроводящего покрытия, металлически соединяемого с фланцем.

Рис. 5.16 – Проходной фарфоровый изолятор с воздушной полостью и покрытием стержня слоем бумаги.

Бумажно-бакелитовые проходные изоляторы. Простейшая конструкция такого изолятора для внутренней установки. показана на рис. 5.17. На стержень наматывается бумага, пропитанная склеивающим бакелитовым лаком. Внешняя поверхность изолятора закрывается влагостойким лаком. Между слоями бумаги через определенные промежутки закладываются металлизированные обкладки, образующие в теле изолятора многослойный конденсатор. Расстояние между обкладками и их длина выбираются оптимальными для выравнивания радиальных составляющих поля между стержнем и заземленным фланцем и тангенциальных составляющих поля вдоль поверхности изолятора.

Рис 5.17 – Конденсаторный бумажно-бакелитовый ввод. 1 – токоведущий стержень, 2 – обкладки из фольги, 3 – слой бакелизированной бумаги, 4 – металлический фланец, 5 – цементирующий состав, 6 – бандаж из проволоки.

Толщина изоляции бумажно-бакелитовых изоляторов определяется условиями теплового пробоя. Для напряжений до 35 кВ диаметр изолятора, определенный по этому условию, невелик и изоляторы имеют компактные формы. Для бумажно-бакелитовых изоляторов, не имеющих оболочки, реальную опасность представляет отпотевание, т.е. выпадение росы на поверхности изолятора при резкой смене температуры воздуха. Кроме того, при появлении трещин в лаковом покрытии изоляторы с течением времени увлажняются, свидетельством чему является неуклонный рост tgσ. Поэтому изоляторы конструкции, приведенной на рис. 5.17, применяются только в совершенно сухих помещениях.

Рис. 5.18 – Ввод для наружной установки на напряжение 35 кВ для масляного выключателя МКП-76. 1 – дождевой колпак, 2 – чугунная заглушка, 3 – цементирующий состав, 4 – конденсатор, 5 – фарфоровая покрышка, 6 – мастика, 7 – фланец.

Более широко распространены бумажно-бакелитовые изоляторы с фарфоровым чехлом, предназначенные для трансформаторов и масляных выключателей наружной установки (рис. 5.18). В этих изоляторах полость между чехлом и бумажно-бакелитовым телом (называемым часто конденсатором) залита компаундом. Размещающаяся в баке аппарата часть изолятора полностью (в трансформаторах) или частично (в масляных выключателях) погружена в масло. Поэтому внутренняя часть изолятора короче наружной. В трансформаторах температура верхних слоев масла достигает 90 – 100° С. Эта температура, естественно, передается изолятору и вызывает рост tgσ. Поэтому для трансформаторных вводов проверка на тепловой пробой имеет особое значение.

Рис. 5.19 – Масляно-барьерный проходной изолятор на 110 кВ. 1 – токоведущий стержень, 2 – металлический фланец, 3 – бумажно-бакелитовые цилиндры, 4 – металлизированные обкладки, 5 – внутренний фарфоровый чехол, 6 – наружный фарфоровый чехол, 7 – маслорасширитель.

Большое внимание при разработке конструкции ввода уделяется уплотнению фарфорового чехла в месте выхода токопроводящего стержня. Попадание влаги внутрь чехла ведет обычно к поверхностному пробою по бумажно-бакелитовому конденсатору.

Маслонаполненные (масляно-барьерные) проходные изоляторы. На напряжениях 110 кВ и выше еще недавно чаще всего применялись маслонаполненные проходные изоляторы (рис. 5.19) с масляно-барьерной внутренней изоляцией, имеющей высокую электрическую прочность. Барьеры выполнены в виде бумажно-бакелитовых цилиндров, покрытых для выравнивания напряжения металлизированными обкладками. Корпус изолятора состоит из двух фарфоровых чехлов (наружного и внутреннего), надетых на заземленный фланец. Заполнение всей полости изолятора маслом поддерживается консерватором. Наблюдение за уровнем масла в консер­ваторе входит в обязанность эксплуатационного персонала. Для сохранения высокого качества масла иногда прибегают к устройству азотной защиты или к непрерывной регенерации масла в эксплуатации.

Рис. 5.20 – Ввод с бумажно-масляной изоляцией. 1 – верхняя крышка, 2 – нижняя крышка, 3 – соединительная втулка, 4 – маслорасширитель с гидравлическим затвором, 5 – зажим контактный, 6 – пружина, 7 – вывод для измерения емкости и tgσ, 8 – токоведущая труба, 9 – изоляционный остов, 10 – поддон, 11 – стакан, 12 – маслоотборное устройство.

Проходные изоляторы с бумажно-масляной изоляцией. Очень высокая электрическая прочность достигается в проходных изоляторах с бумажно-масляной изоляцией (рис. 5.20). В этой конструкции на токопроводящий стержень наматывается изоляционная бумага, между слоями которой закладываются металлизированные обкладки. При более совершенной технологии применяется намотка в два слоя бумаги – одного чистого, а другого с печатным металлическим покрытием. Бумажный конденсатор пропитывается маслом, залитым в полость фарфорового чехла. Преимущества бумажно-масляной изоляции рассматривались. В настоящее время изоляторы с бумажно-масляной изоляцией являются основным типом проходных изоляторов на напряжениях 110 кВ.

При изготовлении маслонаполненных и бумажно-масляных изоляторов применяется вакуумная сушка всей волокнистой изоляции (барьеры, бумажный конденсатор) и заполнение изоляторов маслом под вакуумом. От качества этих технологических операций зависит надежность изоляторов в эксплуатации. Особая тщательность необходима при изготовлении бумажно-масляных изоляторов.

Проходные изоляторы с микафолиевой изоляцией. Такие изоляторы изготовляются путем намотки на токопроводящий стержень рулонного микафолия и последующей формовки. Основным свойством микафолия является способность формоваться в нагретом состоянии и сохранять приданную форму при охлаждении. Это свойство придает изоляторам с микафолиевой изоляцией при компактной форме высокие электрические свойства – низкий tgσ, высокое напряжение начала ионизации. Изоляторы с микафолиевой изоляцией выпускаются фирмой.