 |
Степень загрязнения изоляторов.
|
|
|
|
КУЙБЫШЕВСКАЯ ЖЕЛЕЗНАЯ ДОРОГА
КУЙБЫШЕВСКИЙ УЧЕБНЫЙ ЦЕНТР
ПРОФЕССИОНАЛЬНЫХ КВАЛИФИКАЦИЙ
ОКТЯБРЬСКОЕ ПОДРАЗДЕЛЕНИЕ
УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ ДЛЯ ЭЛЕКТРОМОНТЕРОВ КОНТАКТНОЙ СЕТИ
ПО ПРЕДМЕТУ: «УСТРОЙСТВО КОНТАКТНОЙ СЕТИ И ВОЗДУШНЫХ ЛИНИЙ».
ПО ТЕМЕ: «ИЗОЛЯТОРЫ И ИЗОЛИРУЮЩИЕ ВСТАВКИ»
Преподаватель Октябрьского подразделения КУЦПК
Тургенев Алексей Анатольевич.
Содержание
Введение. 3
Тарельчатые изоляторы. 4
Степень загрязнения изоляторов. 7
Стержневые фарфоровые изоляторы. 9
Полимерные изоляторы. 11
Введение.
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 Lу.
Длина пути утечки Lу - 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.
|
|
|
Степень загрязнения изоляторов.
Загрязнение изоляторов практически не влияет на значение выдерживаемого испытательного напряжения в сухом состоянии, если относительная влажность воздуха не превышает 70 %. Увлажнение поверхности загрязненных изоляторов (при росе, моросящем дожде, тумане, мокром снеге) приводит к резкому снижению разрядного напряжения. Наиболее опасными являются загрязнения, в которых содержится много растворимых в воде солей.
Загрязнение изоляторов опасно не только из-за перекрытий. Приводящих к снятию напряжения, а в отдельных случаях и к излому стержневых изоляторов, но и тем, что оно способствует электролитическому разъеданию (коррозии) стержня подвесных изоляторов на участках постоянного тока.
В эксплуатационных условиях поверхности изоляторов загрязняются и увлажняются неравномерно. Кроме того при сложной форме изолятора разряд на отдельных участках может отрываться от поверхности и развиваться по наикратчайшему пути в воздухе. Поэтому напряжение перекрытия изоляторов, загрязненных в реальных условиях эксплуатации, пропорционально не геометрической, а длине пути утечки.
В зависимости от характеристики местности и опасности источников загрязнения для работы изоляции установлены семь степеней загрязненности атмосферы (СЗА) и нормированы наименьшие допустимые значения длины пути утечки.
Степени загрязненности атмосферы, учитывающие все возможные источники загрязнения: промышленные предприятия, засоленные почвы и засоленные водоемы, подробно изложены в Руководящих указаниях по выбору и эксплуатации изоляции (РУ) в районах с загрязненной атмосферой, в которых приведена характеристика местности по степени загрязненности атмосферы:
I – особо чистые районы, не подверженные естественным и промышленным загрязнениям, в почве содержится незначительное количество растворимых ионообразующих примесей (например, лесные или почвы, имеющие травянистый покров, затрудняющий перенос пылевых частиц в воздухе);
|
|
|
II – земледельческие районы, для которых характерно применение в широком масштабе химических веществ (удобрений, гербицидов), и промышленные районы, расположенные за пределами наименьшего защитного интервала и не подверженные загрязнению соляной пылью (количество) растворимых солей не более 0,5 %);
III – IV - определяются по степени опасности загрязнения промышленных предприятий, засоленности и характеру покрова солончаковых почв, солености близко расположенных водоемов и расстоянию линии электропередачи от источника загрязнения.
V – VII - определяются по степени опасности от предприятий промышленности, от сильнодействующих загрязнений, смога, химических предприятий и других условий.
Минимальная длина пути утечки на железнодорожных участках для районов с СЗА определена Правилами устройства и технической эксплуатации контактной сети электрифицированных железных дорог.
Недостатком тарельчатых изоляторов на участках постоянного тока является подверженность электрической коррозии их стержней, которая уменьшает нормативный срок службы изоляторов в 2 ÷ 4 раза. Электрокоррозия стержней изоляторов происходит под действием токов утечки по загрязненной и увлажненной их поверхности. Интенсивность электрокоррозии находится в прямой зависимости от количества электричества, сошедшего с поверхности электрода-анода (в данном случае - стержня изолятора), и времени его действия.
Для предотвращения электрокоррозии стержней изоляторов рекомендуются более частая очистка поверхности от загрязнений, применение грязестойких изоляторов ПСД70-Е, ПСВ120Б, ПФГ-5А, ПФГ-6А, ПФГ-8А с большей длиной пути утечки. Эффективным способом защиты является установка на изоляторы дренажных втулок, состоящих из двух полувтулок (чугунное литье), прикрепляемых к стержню электропроводным полимерным клеем. Ток утечки в этом случае будет стекать на поверхность фарфора не со стержня, а с втулки.
В районах с повышенным уровнем загрязнения дренажные втулки устанавливают на вновь монтируемых подвесных изоляторах, а также на изоляторах, снятых с контактной сети из-за коррозии, но у которых диаметр шейки корродированного стержня больше наименьшего допустимого. Предельно допустимый диаметр шейки поврежденных коррозией стержня изоляторов составляет 12 мм.
Для решения вопроса продления срока службы изоляторов по коррозии их стержней в районах с повышенным уровнем загрязнения предусматривается установка изоляторов со стержнями, имеющими утолщение с 16 до 28мм на выходе из цементной заделки на длине 20мм. Кроме того, на изоляторы наносят гидрофобные вязкие изолирующие покрытия (смазки, пасты). Жирообразная масса, во-первых, обволакивает частицы загрязнений, изолирует их друг от друга и препятствует образованию плотных, проводящих электрический ток во влажных условиях пленок. Во-вторых, на покрытой смазкой поверхности вода не образует сплошной водяной пленки, а собирается в капли, в результате чего утечка тока ограничена и никаких частичных разрядов не возникает.
|
|
|
Наиболее эффективным гидрофобными покрытиями являются кремнийорганические вазелин КВ-3/10 или паста КПД. Они представляют собой высоковязкую однородную массу от светло-серого до серо-голубого цвета, химически инертны, взрывобезопасны, нетоксичны и могут быть использованы при температурах от -60 до +200ºС. На поверхность изолятора их наносят слоем 0,7 ÷ 1 мм непосредственно перед сезоном с наиболее неблагоприятными метеорологическими условиями. В большинстве случаев вазелин и паста сохраняют свои защитные свойства не менее одного года.
Удаление остатков покрытия с поверхности изоляторов выполняют без применения каких-либо растворителей обтиркой салфетками.
|
|
|
