Μονωτήρες για στύλους και δακτυλίους
Σταθμός και υλικό μονωτές Οι συσκευές διανομής ανάλογα με το σκοπό και το σχεδιασμό τους χωρίζονται σε υποστηρικτικές και διαμπερείς. Οι μονωτές στήριξης χρησιμοποιούνται για τη στερέωση ζυγών και ζυγών ανοικτών και κλειστών διακοπτών και συσκευών. Οι δακτύλιοι χρησιμοποιούνται κατά τη διέλευση των καλωδίων ρεύματος μέσω των τοίχων ή για την εισαγωγή τάσης σε μεταλλικές δεξαμενές μετασχηματιστών, πυκνωτών, διακοπτών και άλλων συσκευών.
Το κύριο μονωτικό υλικό των μονωτικών ταχυτήτων είναι η πορσελάνη. Πρόσφατα, οι πολυμερείς μονωτές στύλων και χιτωνίων έχουν γίνει δημοφιλείς. Σε δακτυλίους για τάσεις 35 kV και άνω, εκτός από την πορσελάνη, χρησιμοποιούνται ευρέως λαδόχαρτο και λαδιόφραγμα.
Οι μονωτές για εσωτερικούς πόλους για τάσεις 3 - 35 kV είναι συνήθως κατασκευασμένοι από ράβδο και αποτελούνται από πορσελάνινο σώμα και μεταλλικά εξαρτήματα. Σε μονωτήρες με εσωτερική σφραγισμένη κοιλότητα (Εικ. 1, α), ο οπλισμός με τη μορφή καλύμματος για τη στερέωση ελαστικών και μια στρογγυλή ή οβάλ βάση στερεώνεται σε πορσελάνη χρησιμοποιώντας τσιμέντο.
Η νεύρωση είναι ελάχιστα αναπτυγμένη και χρησιμεύει για να αυξήσει κάπως την τάση εκφόρτισης.Η μεγαλύτερη επιρροή ασκείται από την άκρη που βρίσκεται στο καπάκι, η οποία ισιώνει κάπως το πεδίο στην περιοχή των ισχυρότερων πλευρών, από όπου ξεκινά η εκκένωση.
Ρύζι. 1. Μονωτήρες υποστήριξης τύπου OF-6 για εσωτερική εγκατάσταση.
Αυτή η άκρη είναι η μεγαλύτερη. Οι μονωτήρες με εσωτερικά εξαρτήματα (Εικ. 1, β) έχουν μικρότερο βάρος, ύψος και ελαφρώς καλύτερα ηλεκτρικά χαρακτηριστικά σε σύγκριση με μονωτήρες με κοιλότητα αέρα. Αυτό επιτυγχάνεται γιατί κατά την εσωτερική ενσωμάτωση του οπλισμού παρατηρείται η μεγαλύτερη καταπόνηση στην πορσελάνη, δεν υπάρχει κοιλότητα αέρα και ο οπλισμός παίζει το ρόλο εσωτερικής οθόνης.
Οι μονωτές υποστήριξης για ανοιχτούς διακόπτες έχουν αναπτύξει πτερύγια για να παρέχουν τα απαιτούμενα χαρακτηριστικά εκκένωσης κατά τη διάρκεια της βροχής.
Οι μονωτές πείρων στήριξης τύπου ОНШ παράγονται για τάσεις 6 — 35 kV και αποτελούνται από ένα (Εικ. 2, α), δύο ή τρία (Εικ. 2, β) σώματα πορσελάνης, τσιμεντοειδείς μεταξύ τους και με οπλισμό. Οι ζυγοί και οι μονωτές στερεώνονται με μπουλόνια. Για 110, 150 και 220 kV, οι μονωτές ακίδων συναρμολογούνται σε στήλες τριών > τεσσάρων και πέντε μονωτών ONSH-35, αντίστοιχα.
Ρύζι. 2. Καρφίτσες στήριξης για εξωτερική εγκατάσταση: a-ОНШ-10-500, b-ОШП-35-2000.
Οι μονωτήρες ράβδων για εξωτερική τοποθέτηση, τύπου ONS εκδίδονται για τάσεις έως 110 kV (Εικ. 3). Ο αριθμός και το μέγεθος των πλευρών επιλέγονται με βάση την εμπειρία. Όταν η αναλογία της προεξοχής ακμής α προς την απόσταση των άκρων είναι περίπου 0,5, οι τάσεις υγρής εκφόρτισης για μια δεδομένη απόσταση εκφόρτισης είναι οι υψηλότερες.
Ρύζι. 3. Μονωτικό ράβδου στήριξης εξωτερικής βάσης ONS-110-300.
Χρησιμοποιούνται επίσης μονωτήρες κοίλων ράβδων στήριξης. Η διάμετρος τέτοιων μονωτών είναι μεγαλύτερη από αυτή των στερεών μονωτικών ράβδων, γεγονός που εγγυάται τη μεγαλύτερη μηχανική αντοχή τους.Ωστόσο, είναι δυνατές εκκενώσεις εσωτερικής κοιλότητας με τέτοιους μονωτές για να αποτραπεί η σφράγιση των εσωτερικών κοιλοτήτων με πορσελάνινα διαφράγματα ή η πλήρωση με ένωση.
Για τάσεις 330 kV και άνω, οι μονές στήλες μονωτών είναι πολύ υψηλές και δεν παρέχουν την απαραίτητη μηχανική αντοχή σε κάμψη, επομένως σε αυτές τις τάσεις χρησιμοποιούνται συχνότερα δομές στήριξης σε μορφή κωνικού τρίποδου τριών στηλών μονωτών. Υπό τις δυνάμεις κάμψης, οι μονωτές σε τέτοιες κατασκευές δεν λειτουργούν μόνο στην κάμψη αλλά και στη συμπίεση.
Οι τάσεις στα στοιχεία της ψηλής στήλης των μονωτών στήριξης, καθώς και στην κρεμαστή γιρλάντα, κατανέμονται άνισα. Για την εξίσωση της τάσης, χρησιμοποιούνται σπειροειδείς οθόνες στερεωμένες στο επάνω στοιχείο της στήλης.
Ρύζι. 4. Στήριξη μονωτών ράβδων ΛΣ
Οι δακτύλιοι 6-35 kV είναι συνήθως κατασκευασμένοι από πορσελάνη. Η δομική τους απόδοση καθορίζεται από την τάση, το ρεύμα, το επιτρεπόμενο μηχανικό φορτίο κάμψης και το περιβάλλον.
Ο μονωτήρας (Εικ. 5) αποτελείται από ένα κυλινδρικό σώμα πορσελάνης 1 στερεωμένο σταθερά μέσω μεταλλικών ακραίων καλυμμάτων 2 ενισχυμένων με τσιμέντο με μια αγώγιμη ράβδο 3. Μια φλάντζα 4 χρησιμοποιείται για τη στερέωση του μονωτήρα στον τοίχο του κτιρίου ή στο σώμα της συσκευής. Όπως και άλλοι τύποι μονωτών, οι δακτύλιοι κατασκευάζονται με τέτοιο τρόπο ώστε η τάση διάσπασης να είναι υψηλότερη από την τάση επικάλυψης σε όλη την επιφάνεια.
Η τάση διάσπασης των δακτυλίων πορσελάνης εξαρτάται από το πάχος της πορσελάνης. Ωστόσο, ο σχεδιασμός τέτοιων μονωτών πρακτικά καθορίζεται από την απαιτούμενη μηχανική αντοχή, την τάση επικάλυψης της δομής και τα μέτρα για την εξάλειψη της κορώνας.
Οι μονωτές για 3-10 kV κατασκευάζονται με εσωτερική κοιλότητα αέρα 5.
Ρύζι. 5. Δοχεία πορσελάνης: α — για τάσεις 6-10 kV για εσωτερική εγκατάσταση, β — για τάση 35 kV συμπαγούς κατασκευής για εξωτερική εγκατάσταση.
Δεν χρειάζεται να ληφθούν ειδικά μέτρα για την εξάλειψη της πιθανότητας σχηματισμού κορώνας σε τέτοιες τάσεις. Σε τάσεις 20–35 kV, η κορώνα μπορεί να εμφανιστεί στη ράβδο απέναντι από τη φλάντζα, όπου η υψηλότερη ένταση πεδίου παρατηρείται στον αέρα. Για να αποφευχθεί ο σχηματισμός κορώνας, παράγονται μονωτές για τέτοιες τάσεις χωρίς κοιλότητα αέρα (Εικ. 5, β). Σε αυτή την περίπτωση, η εξωτερική επιφάνεια της πορσελάνης επιμεταλλώνεται και συγκολλάται στη ράβδο.
Για να εξαλειφθεί η πιθανότητα πτώσης της φλάντζας, η επιφάνεια πορσελάνης κάτω από αυτήν επιμεταλλώνεται και γειώνεται επίσης. Οι τάσεις ολίσθησης από τη φλάντζα στην επιφάνεια της πορσελάνης και επομένως οι τάσεις επικάλυψης της επιφάνειας μπορούν να αυξηθούν μειώνοντας την επιφανειακή χωρητικότητα. Για αυτό, είτε αυξάνεται η διάμετρος του μονωτήρα φλάντζας είτε η επιφάνεια του μονωτή είναι ραβδωτό, με πιο ογκώδεις νευρώσεις κοντά στη φλάντζα.
Ρύζι. 6. Πολυμερές χιτώνιο 10 kV
Οι μονωτές που έχουν σχεδιαστεί για την έγχυση τάσης από το ένα μέσο στο άλλο (αέρας — λάδι κ.λπ.) είναι ασύμμετροι ως προς τη φλάντζα. Για παράδειγμα, η διαδρομή επικάλυψης στο λάδι μπορεί να διανυθεί 2,5 φορές λιγότερο από ό,τι στον αέρα. Ο δακτύλιος, το ένα άκρο του οποίου είναι σε εσωτερικό και το άλλο σε εξωτερικό χώρο, έχει επίσης γίνει ασύμμετρο, με το εξωτερικό μέρος να έχει πιο ανεπτυγμένες νευρώσεις για αύξηση της τάσης υγρής εκκένωσης.