Высоковольтный изолятор проходной: Высоковольтные изоляторы — фарфоровые, керамические и стеклянные изоляторы

Высоковольтные изоляторы — фарфоровые, керамические и стеклянные изоляторы

• Опорные изоляторы ИО (гладкие ) и ИОР (ребристые)
• Опорные стержневые изоляторы ИОС и С4
• Проходные изоляторы ИП, ИПУ, ИПТ
• Штыревые изоляторы ШС и ШФ
• Подвесные стеклянные изоляторы ПС, ПСД, ПСВ
• Низковольтные изоляторы

• Изоляторы ИО-1-2,5 У3 и ИОР-1-2,5 У3

• Изоляторы ИО-6 (ИО-6-3,75)

• Изоляторы ИОР-6 (ИОР-6-3,75 и ИОР-6-250)

• Изоляторы ИО-10-3,75 и ИОР-10-3,75

• Изоляторы ИО-10-7,5 и ИОР-10-7,5

• Изоляторы ИО-10-20 и ИО-10-30

• Изоляторы ИОР-10-20 и ИОР-10-30

• Изоляторы ИОС-10-2000; ИОС-10-500; ИОС-10-8

• Изоляторы ИОС-35-500 и ИОС-35-1000

• Изоляторы ИОС-110-400 и ИОС-110-600

• Изолятор С4-80 II

• Изоляторы С4-195

• Изоляторы ИП-10

• Изоляторы ИПУ-10

• Изоляторы ИПТ 1 кВ

• Изоляторы ИПТ 6-10 кВ

• Изоляторы ШС-10

• Изоляторы ШС-20

• Изоляторы ШФ-10

• Изоляторы ШФ-20

• Изоляторы ПС-70Е

• Изоляторы ПС-120Б

• Изоляторы ПСД-70Е

• Изоляторы ПСВ-120Б

Высоковольтные изоляторы представляют собой конструкцию, состоящую из металлического колпака со средствами крепления провода и изоляционную деталь, которая состоит из головки и тарелки, изготовленных из закаленного стекла с разной степенью закалки.

Фарфоровые и керамические изоляторы

Фарфоровые (керамические) изоляторы используются для изоляции и крепления проводов на воздушных линиях электропередач (ЛЭП), а также в распределительных устройствах электростанций и подстанций.

Фарфоровые изоляторы и керамические изоляторы являются наиболее распространенными.

Основная функция фарфоровых изоляторов обеспечивать бесперебойную поставку электрической энергии.

Современные высоковольтные изоляторы обладают повышенной надежностью.

Для изготовления фарфоровых изоляторов используется специальный силикатный фарфор.

Изоляторы стеклянные

Изоляторы стеклянные производят из специального закаленного стекла, они отличаются высокой механической прочностью и обладают небольшими размерами по сравнению с фарфоровыми изоляторами.

Стекло, используемое в производстве этого типа изоляторов, отличается большей однородностью в отличие от фарфора.

Стеклянные изоляторы представляют собой надежную конструкцию, которую целесообразно использовать для изоляции высоковольтных объектов.

Тем более, что существует более дешевый, но лучший по техническим характеристикам аналог – полимерный изолятор. Использование полимеров в производстве электротехнического оборудования позволило значительно сократить расходы на их производство, а также повысить эксплуатационный срок изделий.

В последнее время на смену фарфоровым, керамическим и стеклянным изоляторам приходят более современные полимерные изоляторы, которые все чаще применяются в электроустановках высокого напряжения, поскольку во многом превосходят своих предшественников — фарфоровые, керамические и стеклянные изоляторы.

Конструкции проходных изoляторoв | Изоляция аппаратов высокого напряжения

Страница 30 из 57

1. Особенности конструкций проходных изоляторов

Проходные изоляторы служат для изоляции проводника, проходящего сквозь заземленную крышку, перегородку (в аппарате) или сквозь перекрытие, стенку (в распределительном устройстве).
Проходные изоляторы должны обеспечить надлежащую электрическую и механическую прочность и пропускание тока определенной величины без превышения температуры выше установленной нормы.

Соответственно, проходные изоляторы классифицируются: а) по рабочему напряжению; б) по рабочему току; в) по минимальной разрушающей механической нагрузке (обычно на изгиб).
Можно различать проходные изоляторы с токоведущим стержнем и шинные проходные изоляторы, в которых токоведущий стержень как элемент конструкции изолятора отсутствует.

В зависимости от места применения различают проходные изоляторы для внутренних установок и проходные изоляторы для наружных установок.
Для аппаратов применяются специальные проходные изоляторы, приспособленные к конструкции аппарата.

Проходные изоляторы серийного выпуска рассчитаны на работу при температуре окружающей среды (воздуха) от — 45° до + 35° С, однако по ГОСТ 7273-54 они могут применяться и при температуре окружающей среды выше + 35° (но не выше + 60°) при условии понижения рабочего тока согласно формуле:
(Н-1)
где Iр — наибольший допустимый рабочий ток при данной температуре окружающей среды, а; Iа — номинальный ток проходного изолятора, а;

&т — наибольшая допустимая температура токоведущих и контактных частей изолятора °C;
θ0 — наибольшая фактическая температура окружающей среды, °C.

Проходные изоляторы серийного выпуска рассчитаны на работу при высоте установки не более 1000 м над уровнем моря, но они не рассчитаны на работу в условиях повышенной загрязненности воздуха, когда возможно появление на поверхности изоляторов осадков, проводящих или разрушающих глазурь, фарфор, арматуру, цемент и т. д. В подобных случаях изготовляются специальные конструкции.

2. Проходные изоляторы для внутренней установки

Отечественные проходные изоляторы для внутренней установки на напряжения от 3 до 35 кВ представляют собою фарфоровые армированные изоляторы, на токи до 2000 а включительно снабженные токоведущими стержнями, а на токи выше 2000 а — изоляторы шинного типа.
В зависимости от минимального разрушающего усилия на изгиб эти проходные изоляторы разделяются на группы, указанные в табл. 1-4.

Конструкции проходных изоляторов для внутренней установки на напряжения 6 и 10 кВ на токи от 250 до 2000 а представлены на рис. 11-1 и 11-2, а размеры некоторых из них указаны в табл. 11-1.
На токи до 600 а включительно применяется конструкция проходного изолятора (рис. 11-1), токоведущий стержень которого плоский (шина). Закрепление его производится на специальном приспособлении, вжимающем концевые шайбы в гнезда фарфора и одновременно производящем «закусывание» (т. е. выдавливание металла) на краях токоведущей шины.  Выдавленный металл образует небольшой выступ, который препятствует шайбе отойти от изолятора в осевом направлении.

На токи 1000—1500 а для изоляторов группы ПБ применяются конструкции с круглым токоведущим стержнем, имеющим на концах резьбу, с помощью которой концевые гайки осуществляют механическое крепление его на фарфоровом изоляторе.

Рис. 11-1. Проходной изолятор с плоским токоведущим стержнем.

1 — плоский токоведущий стержень; 2 — изоляция; 3 — заземленный фланец.
Рис. 11-2. Проходной изолятор с круглым токоведущим стержнем. 1 — фланец; 2 — фарфор; 3 — воздух; 4 — токоведущий стержень.

Для изоляторов группы ПВ на токи 1000—2000 а применяется конструкция проходного изолятора с концевыми колпачками, армированными на цементе, и с круглым токоведущим стержнем (рис. 11-2).
Фланцы для всех рассмотренных выше типов проходных изоляторов ставятся в настоящее время на цементе. Как видно из рис. 11-1 и 11-2, для этих изоляторов применяются овальные и квадратные фланцы.

Таблица 11-1
Проходные изоляторы для внутренней установки на 6—10 кВ, 250—2000 а

Проходные изоляторы для внутренней установки на 35 кВ типа ПБ-35 (рис. 11-3) конструктивно отличаются от проходных изоляторов на более низкие напряжения, а именно:

а)  внутренняя поверхность изолятора металлизирована или покрыта проводящей краской и на нее подается потенциал стержня. Этим мероприятием исключается опасность появления короны на стержне;
б)  наружная поверхность средней части изолятора, предназначенной для фланца, также металлизирована или покрыта полупроводящей глазурью, заходящей в кольцевые канавки в утолщении фарфора; такая конструкция повышает напряжение скользящих разрядов.

Фланец проходного изолятора ПБ-35 — квадратный, составной из двух полуфланцев. После сборки фланец армируется на цементе.
Конструктивные данные и вес некоторых изоляторов типа ПБ-35 приведены в табл. 11-2.

Шинные проходные изоляторы представляют собою цилиндрические фарфоровые изоляторы (рис. 11-4) с фланцами и колпачками из немагнитного материала, армированными на цементе.  
В концевых колпачках предусмотрены прямоугольные окна для пропускания сквозь изолятор пакета плоских шин или круглой шины. Шины в этих окнах фиксируются в определенном положении специальными накладными планками.

Шинные проходные изоляторы используются также и для шинных трансформаторов тока.

Рис. 11-3. Проходной изолятор типа ПБ-35 на 35 кВ.

Рис. 11-4. Шинный проходной изолятор типа ПШ-Д и ПШ-Е.

Таблица 11-2
Размеры и вес проходных изоляторов для внутренней установки на 35 кВ типа ПБ-35

• Назад
• Вперёд

Электрические втулки объяснены — Savree

Введение

Электрические втулки являются важными компонентами для широкого диапазона электрического оборудования, такого как Power Transformers , Shunt REACTOR , и конденсаторы . Эти, казалось бы, простые устройства выполняют важнейшую функцию по прохождению тока высокого напряжения через корпуса оборудования. Они выполняют эту функцию, создавая изолирующий барьер между проводником под напряжением и металлическим (проводящим) корпусом электрического аппарата (находящимся под потенциалом земли).

Power Transformer   Bushings Highlighted

Classification and Construction

Electrical bushings can be broadly divided into two major categories depending upon how they are built and assembled:

1. Bulk or Без конденсатора Тип
2. Конденсатор Тип

Как работают электрические вводы

Приведенное ниже видео является выдержкой из нашего онлайн-курса по электрическим вводам .

Втулки объемного типа

A ОБСЛУЖИВАНИЕ Тип втулка состоит из центральной . изолятор . Окружающий изолятор может быть изготовлен из фарфор или композитная смола силиконовая резина .

В то время как традиционный фарфоровый изолятор обладает механической прочностью и долгим сроком службы, применение силиконового каучука становится все более популярным благодаря его низкой стоимости, простоте обращения и его поверхности гидрофобность (что снижает риск загрязнения соответствующие флешоверы). Из-за ограничений диэлектрической прочности использование вводов объемного типа ограничено напряжением сети 9 В.0003 72 кВ и ниже .

Ввод на 11 кВ

Вводы для конденсаторов

По сравнению с вводами объемного типа, конденсаторные вводы имеют относительно сложную конструкцию. Чтобы справиться с высокими напряжениями электрического поля, возникающими при высоком напряжении, втулки конденсатора изготовлены из внутреннего градуированного по емкости изолированный сердечник, зажатый между центральной токоведущей трубкой и внешним изолятором.

Сердечник конденсатора состоит из коаксиальных слоев электротехнической Крафт-бумаги и проводящих вставок из фольги различной длины. Фольговые вставки расположены через фиксированные радиальные промежутки, что способствует распределению и стабилизации электрического поля по изоляции ввода. Эти проводящие вставки имитируют емкостные элементы (соединенные последовательно), которые соединяют высоковольтный провод ввода с землей. По этой причине втулки конденсатора иногда обозначаются как 9.0003 вводы с классом емкости .

поперечное сечение втулки конденсатора

, чтобы дополнительно увеличить втулку Диэлектрическая прочность , конденсатор насыщается Mineral Moil , или Curable Epxy Resин. эти две технологии обозначаются как пропитанная маслом бумага (OIP) и пропитанная смолой бумага (RIP) соответственно.

Материалом внешнего изолятора всегда является фарфор для конденсаторов OIP и силиконовая резина для конденсаторов RIP, оба служат одной и той же цели ограничения потока тока утечки и предотвращения внешних перекрытий . Втулки конденсатора OIP также снабжены подпружиненной расширительной камерой , позволяющей компенсировать колебания объема масла (расширение/сжатие) из-за изменения температуры (бак расширительного бака на силовом трансформаторе выполняет аналогичную функцию).

Втулка конденсатора с нефтяным конденсатором

Втулка конденсатора Монтажные фланцы оснащены Тестовым краном (подробнее об этом ниже) и дополнительное место для установки кольцо типа (подробнее об этом ниже) и дополнительное место для установки кольцо типа (подробнее об этом ниже) и дополнительное пространство для установки кольцо типа (КТ) . Внутренние соединительные клеммы снабжены защитными экранами для ограничения высоких потенциальных напряжений внутри маслонаполненного корпуса.

Оценка состояния

Контрольный отвод подсоединяется к внешней фольге конденсатора и используется для выполнения двух важных эталонных измерений. Эти измерения: емкость (C) и коэффициент рассеяния (tanδ) ; оба теста используются для определения состояния изоляции проходного изолятора.

Любое увеличение значений C и/или tanδ указывает на ухудшение изоляции, проникновение влаги и/или короткое замыкание фольги конденсатора. Сопротивление изоляции испытания, частичные разряды измерения и термографические проверки также являются полезными вспомогательными средствами при оценке состояния вводов.

Применение

В энергетике наиболее распространенными областями применения вводов являются:

• Воздух-масло – используются на открытом воздухе
  

  8 подстанции с воздушной изоляцией 90,904 например (AIS) в качестве трансформаторов и шунтирующих реакторов и т.

  д.

.

• Воздух-воздух – используется для соединения наружного и внутреннего воздуха, т.е. стеновые втулки.

Установка проходного изолятора конденсатора воздух-масло трансформатора

Требования к конструкции

При проектировании любого типа электрического проходного изолятора учитываются следующие требования и аспекты:

• Центральный проводник проходного изолятора должен выдерживать ожидаемую нагрузку или токи короткого замыкания без перегрева окружающей изоляции (что может привести к аварийному выходу из строя).
• Для любого данного трансформатора проводящий стержень ввода низкого напряжения (НН) должен пропускать более высокий ток, чем его аналог высокого напряжения (ВН) . Следовательно, проводящий стержень ввода НН всегда толще (имеет больший диаметр), чем его аналог ВН.
• Внутренняя изоляция проходного изолятора должна выдерживать номинальные рабочие и случайные кратковременные электрические нагрузки, воздействующие на нее. Эти напряжения возникают из-за разности потенциалов между проводником под напряжением и заземленной внешней средой. Внутренняя изоляция ввода также должна ограничивать возникновение частичных разрядов (ЧР), которые могут привести к прогрессирующему износу изоляции.
• Втулка А внешняя изоляция должна обеспечивать достаточное сухое дугообразование расстояние, чтобы выдерживать удары молнии и коммутационные импульсы. Внешняя изоляция также должна обеспечивать достаточное расстояние утечки (расстояние утечки ) для предотвращения чрезмерного протекания тока утечки; ток утечки может возникнуть в результате накопления загрязнений (грязь, песок, соль и т. д.) и/или влажности окружающей среды.

Ввод Сухая дуга и путь утечки

• Консольная прочность втулки должна быть достаточно высокой, чтобы выдерживать ожидаемые механические нагрузки, которые будут воздействовать на ввод во время сейсмических событий и короткого замыкания.
• Конструкция и конструкция ввода должны быть достаточно прочными, чтобы выдерживать суровые условия транспортировки, обработки и установки.

Дополнительные ресурсы

https://en.wikipedia.org/wiki/Bushing_(electrical)

https://www.inmr.com/bushing-technology-review-designs-tendencies

https://electrical-engineering- портал.com/цель-и-обслуживание-оф-трансформаторных вводов

Electrical Bushings – Types, Purpose and Construction with Diagrams

Электрические вводы — типы , Назначение и конструкция со схемами

Согласно IEEE/ANSI Std. электрическая втулка определяется как «изолирующая конструкция, включающая сквозной проводник или обеспечивающая центральный проход для такого проводника, с возможностью установки барьера, токопроводящего или иного, с целью изоляции проводника от барьера и проведения тока. с одной стороны барьера на другую».

Содержание

Назначение электрических вводов

Проще говоря, назначением электрических вводов является передача электроэнергии внутрь или наружу корпусов, т. е. барьеров, электрических устройств, таких как трансформаторы, автоматические выключатели, шунты реакторы и силовые конденсаторы.

Вводной проводник может быть выполнен в виде проводника, встроенного непосредственно в часть проходного изолятора, или, в качестве альтернативы, в виде отдельного проводника, протянутого, как правило, через центр проходного изолятора.

Поскольку электрическая мощность является произведением напряжения и тока, изоляция ввода должна выдерживать приложенное к ней напряжение, а его токоведущий проводник должен выдерживать номинальный ток без перегрева соседней изоляции.

Из практических соображений втулки не оцениваются по мощности, передаваемой через них; скорее, они рассчитаны по максимальному напряжению и току, на которые они рассчитаны.

Читать Изоляционные материалы в кабелях.

Типы электрических вводов

Существует множество методов классификации типов вводов. Эти классификации основаны на практических соображениях, которые станут очевидными в последующем обсуждении в трех широких областях. Втулки можно классифицировать:

1. По конструкции: По конструкции вводы бывают двух типов –
   1. Вводы сплошного или объемного типа
   2. Вводы с регулируемой емкостью или конденсаторного типа
2. В зависимости от изоляционного материала на концах:  Эта классификация в первую очередь зависит от конечного применения проходного изолятора. Его можно классифицировать как
   1. Втулка воздух-масло
   2. Втулка воздух-воздух
   3. Вводы воздух-элегаз
   4. Втулки SF6-масло
   5. Втулки масло-масло
   6. Втулка воздух-масло
3. В зависимости от изоляции внутри ввода: В зависимости от изоляции внутри ввода классифицируются как –
   1. Втулки с воздушной изоляцией
   2. Маслоизолированные или маслонаполненные втулки
   3. Втулки с пропитанной маслом бумажной изоляцией
   4. Вводы с литой изоляцией
   5. Вводы с элегазовой изоляцией

Типы электрических вводов в соответствии с конструкцией

Как мы обсуждали выше, вводы подразделяются на в соответствии с их конструкцией. Они

1. Сплошные (объемные) Втулки
2. Вводы с градуировкой емкости (конденсаторного типа)

1. Вводы сплошного типа

Электрические вводы сплошного типа обычно изготавливаются с центральным проводником и фарфоровыми или эпоксидными изоляторами на обоих концах и используются в основном при более низких напряжениях до 25 кВ.

Конструкция сплошного ввода

Применение и ограничения сплошных вводов

Цельные вводы обычно используются в различных устройствах, от небольших распределительных трансформаторов и переключателей цепи до больших повышающих трансформаторов генераторов и генераторов с водородным охлаждением.

Основным ограничением сплошного ввода является его способность выдерживать напряжение 60 Гц выше 90 кВ. Следовательно, его применение ограничено номиналом оборудования 25 кВ, которое имеет испытательное напряжение 70 кВ.

Недавние приложения требуют низких пределов частичного разряда на клеммах 25 кВ во время испытаний трансформатора, что привело к дополнительным ограничениям на использование этого типа вводов.

В этих случаях необходимо использовать либо специально разработанный сплошной ввод с уникальным градуирующим экраном, обеспечивающим низкий собственный уровень частичного разряда, либо более дорогой ввод с градуированной емкостью.

2. Вводы с градуированной емкостью

В настоящее время эта конструкция используется практически для всех номиналов напряжения выше 25 кВ, а также для вводов до 1500 кВ.

Конструкция вводов с регулируемой емкостью

Ввод с регулируемой емкостью

В этой конструкции используются проводящие слои с заданными радиальными интервалами внутри пропитанной маслом бумаги или другого изоляционного материала, расположенного в пространстве между центральным проводником и изолятором.

Различные производители использовали различные материалы и методы для изготовления вводов с градуированной емкостью.

Ранние методы заключались во вставке концентрических фарфоровых цилиндров с металлизированными поверхностями или труб из ламинированного прессованного картона со встроенными проводящими слоями.

В более поздних конструкциях использовалась проводящая фольга, обычно алюминиевая или медная, в пропитанной маслом крафт-бумаге.

Альтернативным методом является печать полупроводниковыми чернилами (разные производители используют разную проводимость) на всех или некоторых пропитанных маслом крафт-бумагах.

Основными элементами являются центральный круглый проводник, на который намотан сердечник с градуированной емкостью; верхний и нижний изоляторы; монтажный фланец; масло и маслорасширительный колпачок; и верхний и нижний терминалы.

Вводы с градуированной емкостью требуют гораздо большего количества технических и производственных деталей, чем сплошные вводы, и поэтому они дороже. Эти детали включают систему изоляции/проводящего слоя, оборудование для намотки сердечника конденсатора и масло для пропитки бумажной изоляции.

Однако следует отметить, что радиальный размер, требуемый для проходного изолятора с градуированной емкостью, намного меньше, чем у сплошной конструкции, и это экономит материал как внутри проходного изолятора, так и в устройстве, в котором используется проходной изолятор.

Кроме того, с практической точки зрения, высоковольтные вводы не могут быть изготовлены в цельной конструкции.

Типы электрических вводов на основе концевой изоляции

Как показано в предыдущем разделе, вводы подразделяются на шесть типов в зависимости от изолирующего материала на концах. Некоторые из них объясняются в этом разделе.

1. Ввод воздух-масло

Ввод воздух-масло имеет воздушную изоляцию на одном конце проходного изолятора и масляную изоляцию на другом. Поскольку диэлектрическая прочность масла более чем в два раза выше, чем у воздуха при атмосферном давлении, масляная часть примерно вдвое длиннее (или меньше), чем воздушная часть.

Этот тип проходного изолятора обычно используется между атмосферным воздухом и любым маслонаполненным оборудованием.

2. Ввод воздух-воздух

Ввод воздух-воздух имеет воздушную изоляцию на обоих концах и обычно используется в строительстве, где один конец подвергается воздействию внешних атмосферных условий, а другой конец подвергается воздействию внутренних условий. .

Вводы специального назначения имеют ограниченное применение и включают:

• Вводы воздух-элегаз , обычно используемые в автоматических выключателях с элегазовой изоляцией;
• Вводы элегаз-масло , используемые в качестве переходов между шинопроводами SF6 и маслонаполненным оборудованием;
• Масляные втулки , используемые между масляными шинопроводами и маслонаполненными аппаратами.

Типы по изоляции внутри электрического ввода

Еще одна классификация относится к изоляционному материалу, используемому внутри ввода.

Как правило, эти материалы могут использоваться как в монолитной конструкции, так и в конструкции с регулируемой емкостью, а в некоторых типах можно использовать более одного из этих изоляционных материалов в сочетании.

Следующий текст дает краткое описание этих типов:

1. Вводы с воздушной изоляцией

Вводы с воздушной изоляцией обычно используются только с аппаратами с воздушной изоляцией и имеют прочную конструкцию, в которой используется воздух при атмосферном давлении между проводник и изоляторы.

2. Вводы с масляной изоляцией или маслонаполненные вводы

Вводы с масляной изоляцией или маслонаполненные вводы имеют электрическое минеральное масло между проводником и изоляторами во вводах сплошного типа.

Это масло может содержаться во втулке или может использоваться совместно с устройством, в котором используется втулка.

Вводы с классом емкости также используют минеральное масло, обычно содержащееся во вводе, между изоляционным материалом и изоляторами для пропитки крафт-бумаги и передачи тепла от токопроводящего провода.

3. Пропитанные маслом вводы с бумажной изоляцией

Пропитанные маслом вводы с бумажной изоляцией используют диэлектрическую синергию минерального масла и электрических сортов крафт-бумаги для получения композитного материала с превосходными характеристиками диэлектрической стойкости.

Этот материал широко использовался в качестве изоляционного материала в сердечниках с регулируемой емкостью примерно в течение последних 50 лет.

4. Пропитанные смолой или пропитанные смолой вводы с бумажной изоляцией

Пропитанные смолой вводы с бумажной изоляцией используют пропитанную смолой крафт-бумагу для изготовления сердечника с регулируемой емкостью, тогда как пропитанные смолой вводы с бумажной изоляцией используют бумагу, пропитанную смолы, которые затем используются для изготовления сердечника с регулируемой емкостью.

Последний тип ввода имеет превосходные диэлектрические характеристики, сравнимые с пропитанными маслом вводами с бумажной изоляцией.

5. Вводы с литой изоляцией

Вводы с литой изоляцией изготовлены из цельнолитого материала с неорганическим наполнителем или без него.

Эти вводы могут быть либо сплошными, либо с емкостными вводами, хотя первый тип больше подходит для настоящей технологии.

6. Вводы с элегазовой изоляцией

Вводы с элегазовой изоляцией используют сжатый газ, например элегаз, для изоляции между центральным проводником и фланцем.