Линейные изолятоы и арматура ВЛ

Линейные изоляторы и арматура ВЛ Классификация линейных изоляторов по способу крепления к опоре Линейные изоляторы Штыревые Подвесные Закрепляются на опорах (в основном деревянных) с помощью штырей и крюков Закрепляются на опорах с помощью линейной арматуры Применяются на ВЛ до 35 кВ включительно Применяются обычно на ВЛ 35 кВ и выше (но иногда – на ВЛ более низкого напряжения) Классификация линейных изоляторов по изоляционному материалу Линейные изоляторы Фарфоровые Стеклянные Полимерные Высоковольтные штыревые изоляторы для ВЛ 6 – 35 кВ а) эскиз штыревого фарфорового изолятора ШФ10-Г для ВЛ 10 кВ б) штыревой фарфоровый изолятор ШФ20-Г для ВЛ 20 кВ Расчётная нагрузка для штыревых изоляторов – нагрузка на изгиб. Обозначения линейных штыревых изоляторов • • • Буквенная часть – наименование изолятора. Цифровая часть (следующая после букв) – класс изолятора, соответствующий номинальному напряжению ВЛ. Буквы после цифр – модификация (типоразмеры) для данного типа изолятора. Например: ШФ10-Г – штыревой фарфоровый изолятор, предназначенный для ВЛ 10 кВ (типоразмеры соответствуют модификации Г). Подвесные линейные изоляторы Подвесные изоляторы Тарельчатые Стеклянные Фарфоровые Стержневые Полимерные Фарфоровые Тарельчатые изоляторы шапка изоляционная деталь стержень а) эскиз подвесного тарельчатого изолятора б) подвесной стеклянный тарельчатый изолятор ПС70-Е Из тарельчатых изоляторов составляются гирлянды. В настоящее время тарельчатые фарфоровые изоляторы не выпускаются по причине их множественных недостатков. Недостатки тарельчатых фарфоровых изоляторов  Большая масса ( 9 ÷ 27 кг для ВЛ 10 – 35 кВ в районах I–IV СЗА).  Низкая надёжность, т.к. они хрупкие.  Сложности диагностики пробоев и микротрещин, которые визуально трудно обнаружить. Поэтому не реже 1 раза в 6 лет необходимо производить контроль электрической прочности фарфоровых изоляторов.  Высокая вероятность разрушения пробитых изоляторов с расцеплением гирлянды.  Низкая стойкость к загрязнению. Преимущества тарельчатых стеклянных изоляторов (по сравнению с фарфоровыми)  Меньшая масса ( 7 ÷ 23 кг для ВЛ 10 – 35 кВ в районах I–IV СЗА).  Дешевле фарфоровых.  Бόльшая механическая прочность.  Большой выбор конфигураций изоляционной детали.  Бόльший срок службы.  Целостность гирлянды.  Не требуется проведения дорогостоящей инструментальной проверки для выявления дефектных изоляторов. Обозначения линейных подвесных изоляторов • • • Буквенная часть – наименование изолятора. Цифровая часть (следующая после букв) – электромеханическая разрушающая нагрузка в кН. Буквы после цифр – модификация данного типа изолятора. Примеры: ПС70-Д – подвесной стеклянный изолятор, рассчитанный на электромеханическую разрушающую нагрузку 70 кН (типоразмеры соответствуют модификации Д); ПФ120-А – подвесной фарфоровый изолятор, рассчитанный на электромеханическую разрушающую нагрузку 120 кН (типоразмеры соответствуют модификации А); ПСГ и ПФГ - грязестойкие изоляторы. Для подвесных изоляторов принят следующий ряд электромеханических разрушающих нагрузок: Rэл.мех, кН: 40; 70; 120; 160; 210; 300; 400. Стержневые изоляторы а) полимерный изолятор б) фарфоровый изолятор В настоящее время в России стержневые фарфоровые изоляторы не применяются по причине их недостаточно высокой прочности. Новое поколение фарфоровых изоляторов – длинностержневые изоляторы а) внешний вид длинностержневых фарфоровых изоляторов для ВЛ выше 1 кВ (максимальная длина изолятора – 2 м, максимальная электромеханическая разрушающая нагрузка – 400 кН) б) двухцепные гирлянды, составленные из длинностержневых фарфоровых изоляторов Длинностержневые изоляторы – это самый популярный вид изоляторов в Германии, т.к. они очень надёжные. Эти изоляторы изготавливаются из оксидноалюминиевого фарфора. Основные преимущества фарфоровых длинностержневых изоляторов  Обладают высокой механической прочностью.  Не подвержены электрическому пробою, т.е. не нуждаются в замене в процессе эксплуатации.  Устойчивы к актам вандализма.  Обладают высокой устойчивостью фарфоровой изоляционной детали к действию химически агрессивных выбросов промышленных предприятий. Основные недостатки  Большая масса.  Высокая стоимость (из-за сложной технологии их производства). Полимерные изоляторы Внешний вид полимерных изоляторов • • • Полимерные изоляторы состоят из: стеклопластикового стержня; кремнийорганической защитной оболочки; металлических оконцевателей. Преимущества полимерных изоляторов  Малый вес ( в 7 ÷ 10 раз меньше веса традиционных гирлянд).  Гидрофобность.  Устойчивость к действию динамических нагрузок и актам вандализма.  Высокие влагоразрядные характеристики.  Невысокая стоимость (дешевле стеклянных).  Простота монтажа. Недостатки  Трудоёмкость обнаружения дефектов и отыскания места повреждения.  Каждый отказ сопряжён с необходимостью полной замены повреждённого изолятора.  Возможность хрупкого разрушения стержня и пробоя изолятора под оболочкой.  Наличие недобросовестных производителей. Классификация линейной арматуры по назначению Линейная арматура Натяжные зажимы Поддерживающие зажимы Сцепная арматура Соединительная арматура Защитная арматура Прочность всех элементов арматуры должна быть обязательно согласована между собой и с разрушающей нагрузкой изоляторов. Традиционные конструкции натяжных зажимов корпус стальной анкер натяжной болт с гайкой плашка алюминиевый корпус прокладка из алюминия а) болтовой натяжной зажим (применяется для проводов сечением 35 – 300 мм2) б) прессуемый натяжной зажим (применяется для сталеалюминиевых проводов сечением 300 мм2 и более): l1 – длина опрессования стального сердечника в анкере; l2 – длина опрессования алюминиевой части в корпусе со стороны пролёта; l – длина опрессования шлейфа в алюминиевом корпусе Натяжные зажимы предназначены для закрепления проводов и тросов на анкерных опорах. Современные натяжные зажимы спирального типа Р Р М а) натяжной зажим спирального типа с прочностью заделки до 160 кН М2 М1 М1+М2 б) натяжной зажим спирального типа с прочностью заделки 200 – 700 кН (для больших переходов) Традиционные конструкции поддерживающих зажимов а) глухой поддерживающий зажим для сталеалюминиевых проводов сечением до 185 мм2 б) глухой поддерживающий зажим для сталеалюминиевых проводов сечением 240 – 600 мм2 в) поддерживающий зажим с ограниченной прочностью заделки для сталеалюминиевых проводов сечением 240 – 600 мм2 (в настоящее время не выпускаются) Многороликовый подвес для крепления проводов сечением 300 мм2 и более на больших переходах а) многороликовый подвес П6Р, в котором провод защищается специальными муфтами или спиральным протектором б) повреждения провода АС 300/204, обнаруженные под защитными алюминиевыми муфтами и на их стыках после 22 лет его эксплуатации на переходе ВЛ 330 кВ «Конаковская ГРЭС – Калинин» через р. Волга в) отремонтированные и защищённые спиральными протекторами провода в многороликовом подвесе П6Р Современные поддерживающие зажимы спирального типа силовые спирали провод корпус спиральный протектор Поддерживающие зажимы спирального типа применяются для проводов сечением до 185 мм2. Крепление грозозащитного троса с помощью поддерживающего зажима спирального типа. Классификация сцепной арматуры по назначению Сцепная арматура для соединения верхней части изолятора с траверсой опоры для соединения зажимов со стержнем изолятора для соединения многоцепных гирлянд друг с другом серьги, скобы, промзвенья, узлы крепления ушки коромысла Сцепная арматура, предназначенная для соединения верхней части изолятора с траверсой опоры а) скоба U-образная (минимальная разрушающая нагрузка от 70 до 350 кН) б) серьга (минимальная разрушающая нагрузка от 70 до 400 кН) в) звено промежуточное прямое (минимальная разрушающая нагрузка от 70 до 400 кН) г) звено промежуточное вывернутое (минимальная разрушающая нагрузка от 70 до 450 кН) Узлы крепления гирлянд изоляторов к металлическим и железобетонным опорам а) узел крепления поддерживающих гирлянд с серьгой (минимальная разрушающая нагрузка 70 кН) б) узел крепления поддерживающих гирлянд со скобой (минимальная разрушающая нагрузка от 70 до 210 кН) в) усиленный узел крепления натяжных и поддерживающих гирлянд со скобой (минимальная разрушающая нагрузка от 120 до 400 кН) Ушки для сопряжения стержней изоляторов с зажимами или другими деталями гирлянды со стороны провода а) ушки однолапчатые (минимальная разрушающая нагрузка от 70 до 400 кН) б) ушки двухлапчатые (минимальная разрушающая нагрузка от 70 до 300 кН) Коромысла, служащие для соединения двухцепных гирлянд друг с другом и для присоединения к одноцепным гирляндам двух проводов расщеплённой фазы а) коромысла универсальные для двухцепных гирлянд (минимальная разрушающая нагрузка от 120 до 300 кН) б) коромысла двухреберные для двухцепных гирлянд (минимальная разрушающая нагрузка от 120 до 300 кН) Коромысла универсальные многоцепные для трёх или более проводов в расщеплённой фазе а) для трёх проводов в фазе (минимальная разрушающая нагрузка от 160 до 300 кН) б) для пяти проводов в фазе (минимальная разрушающая нагрузка 250 кН) в) для восьми проводов в фазе (минимальная разрушающая нагрузка 530 кН) Соединительная арматура, предназначенная для соединения проводов или тросов в пролете и проводов в шлейфах у опор анкерного типа • Овальные соединители для соединения проводов сечением до 185 мм2 включительно: а) монтируемый скручиванием овальный соединитель для сталеалюминиевых проводов сечением до 95 мм2 включительно • б) монтируемый обжатием овальный соединитель для сталеалюминиевых проводов сечением от 120 до 185 мм2 в) сварка коротких концов соединяемых проводов на выходе из овального соединителя с помощью термитного патрона Прессуемые соединители для соединения сталеалюминевых проводов сечением более 185 мм2 (г) и всех стальных тросов (д): г) прессуемый соединитель для сталеалюминиевых проводов д) прессуемый соединитель для стальных тросов (состоит из одной трубки) Защитная арматура, служащая для защиты проводов, тросов и изоляторов Защитная арматура Гасители вибрации и пляски Дистанционные распорки (упругие) и распорки-гасители для ВЛ СВН Защитные кольца и экраны для ВЛ СВН Методы механического расчёта конструктивных элементов ВЛ Элементы ВЛ и методы их расчёта Провода и грозозащитные тросы Изоляторы и арматура Опоры и фундаменты Метод допускаемых напряжений Метод разрушающих нагрузок Метод предельных состояний Предельные состояния, по которым производится расчёт опор, фундаментов и оснований ВЛ Предельные состояния Первая группа предельных состояний Вторая группа предельных состояний Состояния, которые ведут к потере несущей способности элементов или к их полной непригодности в эксплуатации, т.е. к их разрушению любого характера Состояния, при которых возникают недопустимые деформации, перемещения или отклонения элементов, нарушающие нормальную эксплуатацию