Pomóż w opracowaniu witryny, udostępniając artykuł znajomym!
Warunkiem wstępnym transmisji energii elektrycznej jest materiał przewodnika niezbędny do przepływu prądu. Aby jednak wykluczyć możliwość dostania się na konstrukcje wsporcze i inne elementy, instalowane są izolatory elektryczne. We współczesnej elektrotechnice nie można wyobrazić sobie pracy jakichkolwiek urządzeń energetycznych bez izolatorów.
Czym są izolatory elektryczne?
Izolatory elektryczne są dielektrycznym elementem instalacji elektrycznej, strukturalnie wykonanym z materiału izolacyjnego i części wzmacniających. Dielektryk jest przeznaczony do separacji elektrycznej, a metalowe struktury pozwalają na mocowanie zarówno samego izolatora, jak i przewodników na nim. Szkło, polimer lub ceramika są stosowane jako materiał dielektryczny.
Cel
Izolatory elektryczne są przeznaczone do montażu szyn zbiorczych, drutów, włoków i innych elementów przenoszących prąd do obudowy instalacji elektrycznej, konsol wsporczych i innych konstrukcji. Ponadto izolują przewody podczas przechodzenia przez ściany, umożliwiają oddzielenie instalacji elektrycznej od siebie i innych funkcji pomocniczych.
W zależności od miejsca instalacji są one podzielone na wewnętrzne i zewnętrzne. Ważna jest również klasa napięcia, która jest przeznaczona dla jednego lub innego izolatora. Ze względu na swoją konstrukcję i pewne cechy techniczne, które decydują o możliwości ich zastosowania w różnych instalacjach elektrycznych, będą się różnić 1].
Główne cechy techniczne
Zgodnie z wymogami dokumentów regulacyjnych dla izolatorów elektrycznych regulowane są następujące cechy:
- Suche napięcie rozładowania jest taką wartością, przy której wyładowanie elektryczne wystąpi w stanie suchym.
Nakładka izolatora - Mokre rozładowanie - określa tę samą wartość co poprzedni parametr, ale pod warunkiem opadów deszczu na powierzchnię. W takim przypadku taka opcja jest brana pod uwagę, gdy kierunek strumienia jest pod kątem 45 °.
Przy takim strumieniu strumieni pod kątem 45 °, które są wskazane na figurze 2 literą A, zapewniony jest maksymalny przepływ wokół powierzchni B, w wyniku czego zapewniona jest minimalna odporność na prąd elektryczny - od 9, 5 do 10, 5 kΩ * cm. Ten parametr jest zawsze poniżej prędkości transmisji bitów.
- Awaria napięcia I - jest wartością, przy której następuje awaria między dwoma biegunami. W zależności od projektu bieguny mogą być reprezentowane przez pręt i kołpak lub oponę i kołnierz.
- Wytrzymałość mechaniczna - jest sprawdzana przez obciążenie zgięcia, szczeliny lub ścinania głowicy. W tym przypadku struktura jest sztywno zamocowana i nakłada się na nią wysiłek, stopniowo zwiększając się do poziomu największego naprężenia w materiale, co prowadzi do zniszczenia.
- Stabilność termiczna - testowana przez naprzemienne ogrzewanie i hartowanie. Składa się z dwóch do trzech cykli, w zależności od materiału i konstrukcji. Następnie przykładany jest potencjał elektryczny, powodując wiele wyładowań.
Sprawdź specyfikacje techniczne.
Należy zauważyć, że procedury testowe nie są obowiązkowe dla wszystkich izolatorów produkowanych w fabryce. Tylko 0, 5% partii poddawane jest naprężeniom elektrycznym, termicznym i mechanicznym. Obowiązkowe dla wszystkich izolatorów jest sprawdzenie napięcia nakładania się przez trzy minuty, podczas których na izolatorze występują wyładowania iskrowe.
W przypadku izolatorów zawieszenia należy sprawdzić charakterystykę mechaniczną. W tym celu w ciągu minuty przykłada się do niego obciążenie mechaniczne, które jest regulowane przez normy fabryczne lub stanowe.
Takie testy zapewniają normalne działanie izolatorów elektrycznych przy prądach znamionowych i napięciach znamionowych w sieci. A także wystarczający poziom niezawodności. Ponadto niektóre modele podlegają okresowym testom podczas pracy. Zgodnie z wynikami okresowych kontroli i testów można je czyścić, odrzucać i wymieniać.
Typowy projekt
Na początek rozważmy przykład typowej konstrukcji na szkicu izolatora szpilkowego.
Jak widać na rysunku 3, w projekcie znajdują się krawędzie A i B. Umożliwiają one zwiększenie wytrzymałości dielektrycznej poprzez wydłużenie ścieżki prądu upływu wzdłuż powierzchni. Ze względu na różne kąty nachylenia żeber, możliwe jest zabezpieczenie przed opadami atmosferycznymi. Więc krawędzie I mają mniejsze odchylenie, więc są one najbardziej istotne dla stałych opadów - śniegu, błota itp. Ponieważ wilgoć może zassać się pod dnem i znacznie zmniejszyć wartość napięcia rozładowania.
W przeciwieństwie do nich spódnice B pozwalają całkowicie wykluczyć możliwość przedostania się wilgoci podczas deszczowej pogody. Zapewnia to stały margines oporu, co gwarantuje wartość napięcia przebicia. Ponadto spódnice B nie boją się zamrażania lodu i mogą zapewnić normalne działanie linii wysokiego napięcia w przypadku trudnej sytuacji meteorologicznej.
Do mocowania główki pręta przewidziano gwint B, który umożliwia zamocowanie konstrukcji na konsoli lub hakach wzmacniających. W górnej części znajduje się rowek G do mocowania drutu. Dodatkowo drut jest wiązany drutem dla bardziej niezawodnego mocowania linii przesyłowych powietrza.
Tuleja ma nieco inną konstrukcję, ponieważ jej zadaniem jest nie tylko izolowanie szyny od ściany, ale także zapewnienie normalnego przepływu prądu wewnątrz samego izolatora. Spójrz, opona jest zaciśnięta po obu stronach aluminiowym kapslem, aby zabezpieczyć ją od zewnątrz. Wewnątrz mechaniczne mocowanie wykonuje szczeliwo, które dodatkowo zapobiega przedostawaniu się zanieczyszczeń i substancji agresywnych. Ponadto, dla wygody mocowania przewodów lub opon, na samej pokrywie można zainstalować dodatkowy płat, jak pokazano na Rysunku 4.
Powłoka ochronna z gumy silikonowej zapobiega przebiciu elektrycznemu na powierzchni od opony do kołnierza. Izolacja z rozbicia elementów wewnętrznych odbywa się za pomocą rury z włókna szklanego, która jest umieszczona wewnątrz prążkowanej koszuli. Bardziej szczegółowe informacje na temat parametrów można znaleźć w oznaczeniu modelu.
Oznaczenia izolatora
Etykieta każdego produktu zawiera informacje o jego typie, materiale i innych cechach. Zobacz przykład oznakowania izolatora NSPKr 120 - 3 / 0, 6 - B.
- Pierwsza litera H wskazuje cel modelu, w tym przypadku H - napięcie. Może to być także K - konsola, F - utrwalacz, P - zawieszony.
- C - wskazuje, że jest to izolator rdzeniowy.
- P - materiał izolacyjny, w tym przypadku P - polimer.
- K - powłoka zewnętrzna, w tym przypadku guma silikonowa.
- p jest indeksem oznaczającym, że osłona ochronna jest użebrowana w masie.
- 120 - wskaźnik znormalizowanej siły niszczącej w kN.
- 3 - klasa napięć przewodów napowietrznych, dla których jest stosowana.
- 0, 6 - wskazuje długość ścieżki prądu upływu, mierzoną w metrach.
- B - wskazuje rodzaj zaangażowania.
Klasyfikacja
Aby zapewnić niezawodne zasilanie i utrzymać maksymalny poziom bezpieczeństwa w każdym przypadku, instalacje elektryczne powinny stosować izolatory odpowiedniego typu i konstrukcji. W zależności od kryterium wyróżnia się kilka parametrów ich klasyfikacji.
Do miejsca przeznaczenia
W zależności od celu rozróżnia się następujące typy izolatorów:
- Stacjonarne - służy do mechanicznego mocowania prętów przewodzących prąd lub szyn zbiorczych w rozdzielnicach. W zależności od przeznaczenia izolatory stacjonarne są dodatkowo dzielone na podparcie i przejście. Zatem podtrzymujące izolatory działają jako podstawa, na której opony są montowane w ogniwach lub konstrukcjach wsporczych. Izolatory przelotowe umożliwiają elementowi przewodzącemu przejście przez ścianę lub sufit.
- Sprzęt - ma podobny cel jak stacjonarny, ale w stosunku do dowolnych urządzeń. Na przykład izolatory sprzętowe znalazły szerokie zastosowanie w instalacjach prostowników, urządzeniach zasilających, kompletnych podstacjach, instalacjach urządzeń wysokiego napięcia i innych jednostkach. Spójrz na rysunek 5, tutaj jest przykład jego użycia, gdzie ma oznaczenie AI.
Rys. 5. Przykład izolatorów sprzętowych - Liniowy - stosowany do instalacji na zewnątrz pod liniami wysokiego napięcia lub szynami rozdzielnic zewnętrznych. Charakterystyczną cechą izolatorów liniowych jest obecność szerokich żeber lub spódnic, zaprojektowanych w celu zwiększenia drogi przebicia powierzchni w przypadku opadów.
Według materiału wydajności
W zależności od zastosowanego dielektryku rozróżnia się następujące typy izolatorów:
- W przypadku porcelany - odznaczają się wysoką wytrzymałością mechaniczną na ściskanie, ale obawiają się efektów dynamicznych. Aby zapobiec pojawieniu się kanałów przewodzących, z powodu osadzania się kurzu i brudu na powierzchni, materiał ceramiczny jest pokryty szkliwem.
- Izolatory polimerowe - są podzielone na modele, które mają odkształcenie sprężyste i monolityczne. Różnią się znacznie większą opornością materiału niż porcelana. Ale miękka powierzchnia jest bardziej podatna na zanieczyszczenia niż szkliwiona porcelana. Ponadto ze względu na ekspozycję na promieniowanie ultrafioletowe polimer ulega zniszczeniu i traci właściwości, więc są one wykorzystywane do instalacji wewnątrz pomieszczeń.
- Szklane izolatory elektryczne nie są tak trwałe, są podatne na odpryskiwanie pod wpływem dynamicznych efektów. Ale w przeciwieństwie do innych materiałów nie są narażone na agresywne odczynniki. Są lżejsze i łatwiejsze w utrzymaniu niż porcelanowe.
W drodze montażu na wsporniku
W zależności od metody dołączenia:
- Typ sworznia (a) - są przymocowane za pomocą metalowego wzmocnienia i działają jako podpora dla linii przesyłowych powietrza, od których pochodzi nazwa izolatorów pin-pin.
- Zawieszone (b) - wykonane są z izolatorów tarczowych, które są zbierane w girlandach, w zależności od klasy napięcia urządzeń elektrycznych dołączonych do nich.
- Pręt (c) - ma postać solidnego pręta, który jest zainstalowany jako pręt nośny lub zawieszony przez elementy wzmacniające jako pręt napinający. Izolatory prętów nośnych są instalowane w rozdzielnicach do izolacji szyn zbiorczych. Części przewodzące prąd są mocowane na ich krawędziach za pomocą żeliwnych skrzydeł.
Wideo oprócz tematu
Przegląd izolatorów elektrycznych typu „PS”: