Из рис. 6-2 видно, что при больших загрязнениях мокроразрядное напряжение может упасть ниже рабочего напряжения, что, конечно, недопустимо. Одно из мероприятий, которое применяется для повышения мокроразрядного напряжения при загрязнениях, было уже указано. Это периодическая очистка изоляторов, иногда очень частая. Очевидно, что такое мероприятие очень неудобно для эксплуатации. Поэтому следует искать другие пути решения этого вопроса.
Простейшим решением является увеличение длины пути утечки за счет увеличения числа изоляторов в колонке или увеличение длины и числа ребер в проходных изоляторах. Это решение вполне осуществимо, но если необходимо значительно увеличить мокроразрядное напряжение, т. е. соответственно увеличить промежутки времени между очистками изоляторов, то оно удорожает установку. Тем не менее оно нередко применяется. В частности, для трансформаторов и масляных баковых выключателей применяются вводы с усиленной изоляцией. Такой ввод на 110 кВ для нормальных атмосферных условий имеет длину фарфоровой покрышки воздушного конца, равную 1055 мм и 9 ребер. Усиленный ввод, предназначенный для работы в загрязненной атмосфере, имеет длину покрышки, равную 1525 мм и 14 ребер. Длина пути утечки этого ввода увеличена приблизительно в 1,5 раза и в таком же отношении возросло его мокроразрядное напряжение при данных условиях загрязнения.
Другим, более эффективным решением является применение специальных типов изоляторов, имеющих при данном сухоразрядном расстоянии значительно увеличенный путь утечки.
Рис. 6-5. Типы изоляторов для загрязняемых районов.
Каких результатов можно достигнуть этим путем, показывают следующие цифры. У стандартных опорных изоляторов (ШТ-35, ИШД-35) отношение lу/lс находится в пределах 1,7—2,1. У специальных типов (ОС-1, ОС-4) это отношение лежит в пределах 2,5—2,8. Таким образом, их поверхность используется при загрязнениях значительно лучше.
За границей было разработано и испытано большое число самых разнообразных типов изоляторов для загрязняемых районов. Правда, они применялись для линий электропередачи, но положенные в основу их принципы можно использовать и в аппаратных изоляторах. Эти типы изоляторов можно разбить на несколько характерных групп.
- Изоляторы с масляным заполнением (рис. 6-5, а). Они предназначаются для районов с очень тяжелыми загрязнениями (морские берега с солеными туманами или частыми ветрами, несущими брызги морской воды, солончаки). В такой конструкции загрязнения, попадая в масло, осаждаются на дно канавки, а поверхность масла сохраняет свои изолирующие качества.
- Изоляторы с большими вертикальными ребрами (рис. 6-5, б). По этому принципиальному типу выполнены наши опорные изоляторы типа ОС-4 и в известной мере ОС-1.
- Изоляторы с гладкими, хорошо омываемыми ветром и дождем поверхностями (рис. 6-5, в). По этому типу выполняется наш изолятор НС-2, применяемый в натяжных гирляндах (в горизонтальном положении).
- Изоляторы с большими вертикальными поверхностями (рис. 6-5, г). Предполагается, что при вертикальном положении он будет хорошо омываться ветром и дождем.
- Изоляторы с сильно развитым путем утечки (рис. 6-5, д). По этому принципиальному типу до войны у нас был выпущен изолятор типа РС-2240. Однако опыт эксплуатации показал, что он уступает изоляторам ОС-1 и ОС-4.
- Изоляторы с сильно прикрытыми внутренними частями (зонтичные) — рис. 6-5, е. Заметим, что зонтичный тип изолятора был предложен еще в середине тридцатых годов инженером Ленэнерго А. В. Калантаровым в применении ко вводам и был использован на одной крупной сланцевой электростанции.
- Изоляторы с внутренним подогревом Подобный принцип был предложен в СССР сотрудником ВЭИ А. В. Алмазовым в 1937 г. для защиты от загрязнений вводов масляных выключателей.
- Изоляторы с винтовой поверхностью. Применение этого типа рекомендуют французские инженеры.
Как видно, наиболее целесообразные из описанных типов грязестойких изоляторов нашли применение и в нашей технике. Вместе с тем нельзя не указать на то, что применение специальных типов изоляторов не является решением задачи ликвидации аварий, связанных с загрязнением изоляторов. Оно лишь облегчает эксплуатацию, более или менее удлиняя промежутки между очистками изоляторов.
Упомянем еще о проведенных в ФРГ некоторых разработках специальных стержневых изоляторов для загрязненных районов. Широко применяемые длинностержневые линейные изоляторы имеют 14 ребер. Для загрязненных районов были предложены изоляторы с 27 ребрами при той же длине и том же наружном диаметре. Однако опыт эксплуатации не обнаружил заметных преимуществ этого типа. При тумане эти изоляторы часто давали разряды, а по мокроразрядному напряжению они незначительно превосходили стандартный тип. Это было объяснено слишком малым расстоянием между ребрами, что ухудшает самоочистку изоляторов при дождях и приводит к разряду по воздуху между ребрами, а не вдоль поверхности ребер.
Следующим шагом была разработка изолятора с 21 ребром, но с увеличенным вылетом ребер и увеличенным вследствие этого на 30% наружным диаметром. Такой тип изоляторов дает значительно лучшие результаты, чем предыдущий, и, по-видимому, получит распространение.
Хотя описанные разработки относятся к подвесным изоляторам, но их принципы можно полностью перенести и на стержневые опорные изоляторы.
