Энергетика Казахстана - Изоляция и линейная арматура

На воздушных линиях электропередачи напряжением 110 кВ и выше применяются, как правило, стеклянные изоляторы с изолирующей деталью из закаленного стекла.
К преимуществам стеклянных изоляторов относятся:

1. возможность полной автоматизации процесса изготовления изоляторов из закаленного стекла, что позволяет обеспечить высокую стабильность характеристик изоляторов и их высокую надежность;
2. возможность разработки изоляторов на высокие механические нагрузки (до 400- 500 кН) и создания малогабаритных изоляторов благодаря высокой механической прочности стекла;
3. возможность визуального контроля качества изготовления изолирующей детали, в которой, вследствие прочности стекла видны все внутренние дефекты детали;
4. отсутствие необходимости контроля изоляции в процессе эксплуатации, так как при электрическом пробое изолятора происходит разрушение тарелки изолятора без расщепления стержня и шапки изолятора и такой изолятор выявляется в результате осмотра;
5. сравнительно малая вероятность разрыва изолятора с разрушенной изолирующей деталью при перекрытии гирлянды (около 0,1 - 0,3) по сравнению с дефектным фарфоровым изолятором (близким к 1,0);
6. достаточные запасы сырья для производства стеклянных изоляторов.

На линиях 110-500 кВ применяются главным образом одноцепные поддерживающие подвески.
Двухцепные гирлянды используются только в тех случаях, когда применение одноцепных невозможно по механической прочности изоляторов.
Преимуществом одноцепных гирлянд изоляторов является уменьшение расхода изоляторов и арматуры, длины гирлянды и ее стоимости.
Недостатком одноцепных гирлянд является их меньшая надежность при разрыве отдельного изолятора в гирлянде, поэтому воздушные линии электропередачи напряжением 1150 кВ выполняются с поддерживающими двухцепными гирляндами. Стеклянные изоляторы на воздушных линиях электропередачи применяются нормального и специального исполнения. Изоляторы' специального назначения отличаются увеличенной длиной пути утечки, что практически важно при сохранении строительной длины гирлянды увеличить ее изоляционные характеристики в условиях загрязненной атмосферы. Параметры и размеры линейных подвесных тарельчатых изоляторов рассмотрены в таблице 3.5.4.
Для крепления гирлянд изоляторов к опорам, подвески проводов к гирляндам и крепления тросов используются наборы узлов и деталей линейной арматуры. С помощью элементов линейной арматуры осуществляется соединение проводов в пролетах, присоединение проводов к электрическим аппаратам, фиксирование расщепленных проводов фазы в пролетах, защита проводов от вибрации и других колебаний.
С помощью защитной арматуры (защитных экранов) осуществляется управление электрическими полями гирлянд изоляторов, с помощью разрядных рогов на гирляндах изоляторов монтируются защитные искровые промежутки.
Арматура ВЛ в условиях эксплуатации воспринимает механические нагрузки, создаваемые тяжением в проводах, массой гирлянд изоляторов, провода и льда, образующегося на проводах и тросах, а так же усилия, возникающие от воздействия ветра на провода и тросы. Кроме того, арматура подвергается воздействию динамических нагрузок при вибрации, "пляске" проводов и сброса льда. Классификация линейной арматуры для BЛ дана в таблице V5.5.
В соответствии с "Правилами устройств электроустановок" и "Инструкции по выбору изоляции электроустановок" РД 34.51.101-90 количество подвесных тарельчатых изоляторов в поддерживающих гирляндах, а также в каждой гирлянде специальной конструкции (V, Л, Y и др.), составленных из изоляторов одного типа (в одной последовательной ветви), ВЛ на металлических и железобетонных опорах определяется по формуле:
L - длина пути утечки ветви гирлянды изоляторов, см
L. - длина пути утечки одного изолятора, см.
Длина пути утечки L (см) изоляторов и изоляционных конструкций должна определяться по формуле:
L = Лэ · И · К, где
Л, - удельная длина пути утечки, см/кВ
И - наибольшее рабочее междуфазное напряжение, кВ
К - коэффициент эффективности, поправочный коэффициент, учитывающий эффективность использования длины пути утечки изолятора или изоляционной конструкции.
Коэффициент эффективности К изоляционных конструкций, составленных из однотипных изоляторов, следует определять как:
К = Ки, Кк, где
Ки - коэффициент эффективности изолятора (имеет значение от 0,9 до 1,25 в зависимости от конфигурации изоляционной детали - изолятора),
К - коэффициент эффективности составной конструкции с параллельными или последовательными ветвями и имеет значение при числе цепей 1 - 1,0, 2 - 1.05, 3 - 5 - 1,10.
Удельная эффективная длина пути утечки. см/кВ для конкретной линии определяется по региональным картам уровней изоляции, утвержденным энергосистемой для местности по которой проходит трасса линии электропередачи.
Для сравнения показателей действующих линий электропередачи с достижениями в мире и СНГ в таблице 3.5.6. приведены технические основные характеристики некоторых объектов НЭС "Казахстанэнерго".
Некоторые выводы. Опыт проектирования, строительства и эксплуатации показывает, что необходимость и целесообразность сооружения электросетевых объектов, в том числе и воздушных линий электропередачи должна быть обоснована с точки зрения включения их в объединенную энергосистему, как элемента электроснабжения данного региона. Это позволяет использовать все преимущества энергосистемы, повысить надежность электроснабжения, получить электроэнергию хорошего качества.
При проектировании и сооружении воздушных линий электропередачи, отвечающую всем современным нормативным требованиям, следует руководствоваться многочисленными инструкциями, правилами и руководящими указаниями, в которых сконцентрированы результаты целевых научно - исследовательских разработок, многолетний опыт проектирования, строительства и эксплуатации ВЛ.
Приведенные технические характеристики важнейших конструктивных элементов линий электропередачи показывают необходимость учета большого количества факторов. В первую очередь величину передаваемой мощности по ВЛ, климатические условия и топографические особенности, по которым проходит трасса ВЛ, степень загрязненности атмосферы, интенсивность грозовой деятельности, учитывать экологические требования и многое другое.
В качестве иллюстрации в таблице 3.5.6 приведены технические характеристики воздушных линий электропередачи, служащие наиболее ответственными межсистемными связями 500 - 1150 кВ в Казахстане.
Таблица 3.5.4
Параметры и размеры линейных подвесных тарельчатых изоляторов
по ГОСТ 27661-88

Таблица 3.5.5
Классификация линейной арматуры для ВЛ 110 кВ и выше

Технические характеристики ВЛ 500 - 1150 кВ

Таблица 3.5.6