Тарельчатые изоляторы.

Механическая прочность изолятора

Изоляторы являются ответственным элементом контактной сети и должны удовлетворять требованиям в отношении электрической и механической прочности. Электрическая прочность характеризуется сухоразрядным, мокроразрядным и пробивным напряжением.

Механическая прочность изолятора характеризуется допускаемой, испытательной и разрушающей нагрузкой на растяжение и изгиб.

Изоляторы классифицируются:

По назначению - подвесные, натяжные (секционные), фиксаторные, консольные, проходные, опорные.

По материалу изоляционной детали - керамические (фарфоровые), стеклянные, полимерные.

По типу конструкции - тарельчатые, стержневые.

По геометрии изоляционной детали - гладкостержневые, ребристые.

Специальные - грязестойкие (в особо загрязненных районах) и антивандальные (устойчивые к ударам и нагрузкам).

Тарельчатые изоляторы.

На сети электрифицированных железных дорог эксплуатируются серийно выпускаемые подвесные стеклянные изоляторы нормального исполнения (ПС 70-Е и ПС 120-Б) и грязестойкого исполнения (ПС Д70-Е и ПС В120-Б).

В эксплуатации находятся также изоляторы ПСС 70-А, ПСС 70-Б, ПС 70-Д, ПФ 70-А, ПФ 70-Д, ПФ 70-Ж, ИТФ70, ПТФ 70-3,3/5, СФ 70-А, ПФС 70-А, ПСС 120-Б, ПСА 120-А, CCA 120-А, произведенные на заводах Украины.

Условные обозначения подвесных тарельчатых изоляторов обозначают, как правило, следующее:

• первая буква — назначение изолятора: П — подвесной;

• вторая буква — материал изоляционной детали: С — стекло, Ф — фарфор;

• третья буква (при ее наличии) — конфигурация изоляционной детали: В — с вытянутым ребром, Д - двукрылая, С — сферическая, Е- грязестойкий;

• цифра — класс изолятора (механическая разрушающая сила при растяжении, кН);

• буква после цифры — модификация изолятора.

Часть подвесных тарельчатых изоляторов имеет обозначение с первой буквой "С", означающей зацепление типа "серьга" (СФ 70-А и ССА 120-А).

Пример условного обозначения изолятора подвесного тарельчатого стеклянного с вытянутым ребром класса 120 кН, модификации Б: ПСВ 120-Б ТУ 34 13.11215-87.

Для изоляции и крепления к поддерживающим конструкциям проводов контактной сети и ВЛ. Тарельчатые изоляторы состоят из шапки 1, изготовленной из ковкого чугуна, изолирующей детали (тарелки) 2 из фарфора (стекла или стеклофарфора) и металлического стержня 3. Головка изолирующей детали выполнена в форме обратного конуса, что обеспечивает надежное сцепление шапки и стержня. Изолирующий элемент соединен с шапкой и стержнем с помощью портландцемента 4.

Конструкция шапки и стержня с пестиком обеспечивает нормальное шарнирное сцепление изоляторов при комплектовании их в гирлянду. Для предотвращения расцепления шапки одного изолятора с пестиком служат замки 5. Фарфор изолятора в изломе должен быть однородным по структуре и не иметь открытой пористости. Поверхность изолятора покрывают ровным слоем гладкой и блестящей глазури. Металлическую арматуру изоляторов оцинковывают.

Грязестойкие изоляторы предназначены для использования в местностях, подверженным всем видам загрязнений, содержащих проводящие компоненты, и в условиях туманов или высокой влажности. Грязестойкие изоляторы имеют увеличенную длину пути утечки и конструктивные отличия, облегчающие условия обмывки их с поверхности. Стеклянные изоляторы легче фарфоровых и лучше их противостоят ударным нагрузкам. К достоинствам стеклянных изоляторов относится и то, что в случае электрического пробоя или разрушающего механического или термического воздействия закаленное стекло не растрескивается, а рассыпается. Это облегчает нахождение не только места повреждения на линии, но и поврежденного изолятора в гирлянде, т.е. позволяет отказаться от профилактической дефектировки изоляторов. Для изготовления изоляторов, кроме фарфора и стекла, используют полимерные и другие материалы.

Для изготовления стеклянных изоляторов из щелочного стекла применяют состав, принятый для производства обычного оконного стекла. Высокая механическая прочность и термостойкость стеклянных изоляторов обеспечиваются специальной термической обработкой - закалкой, которая повышает прочность на разрыв и изгиб. Это позволяет конструировать стеклянные изоляторы с меньшей головкой изолирующей детали. Поэтому при одинаковых с фарфоровыми изоляторами электрических и механических характеристиках стеклянные имеют меньшую высоту и массу.

Электрическую прочность изоляторов принято характеризовать следующими величинами: выдерживаемым напряжением под дождем; выдерживаемым напряжением в сухом состоянии; 50%-ным разрядным импульсным напряжением с формой волны 1,2/50 мкс; пробивным напряжением при частоте 50 Гц; длиной пути утечки L_у.

Длина пути утечки L_у- это наикратчайшее расстояние (огибающая) или сумма наикратчайших расстояний по контурам наружных изолирующих поверхностей между частями изолятора, находящимися под разными потенциалами. При этом расстояние, измеренное по поверхности цементного шва или другого токопроводящего соединительного материала, не считается частью длины пути утечки.

Значение выдерживаемого испытательного напряжения под дождем зависит от формы изолятора, наличия капельниц (выступов в нижней части ребра изолятора, предохраняющих ее поверхность от смачивания водой), угла наклона оси изолятора к горизонтали.