Изоляция разъединителей

В конструкциях разъединителей применяются изоляторы различного типа в зависимости от принятой компоновки. Характеристики ряда изоляторов приведены в табл. 1. Одним из перспективных направлений в создании изоляционных конструкций является использование полимерных изоляторов: опорных стержневых, оребренных полых, длинностержневых с малым диаметром стеклопластикового стержня (20 — 30 мм). Используя изоляторы последнего типа в объемных пространственных конструкциях, можно обеспечить высокие электрические характеристики наряду с необходимой механической прочностью и жесткостью.
Изоляция выбирается исходя из основных нормированных испытательных напряжений (табл. 1), которые в той или иной степени воспроизводят реальные воздействия в эксплуатации. При этом одним из условий оптимизации является согласованность требований к изоляционной конструкции по условию надежной работы при рабочем напряжении и перенапряжениях.
По известным характеристикам выбранного типа изолятора с использованием соотношений (633) определяются размеры изоляционной конструкции или решается обратная задача: устанавливаются требования к Евр и по выбранным размерам изоляционной конструкции Нн.
Электрическая прочность многоэлектродной изоляционной системы разомкнутого разъединителя (см. рис. 1) зависит от многих факторов: размеров изоляционных промежутков относительно земли Нн, между разомкнутыми контактами /к, между соседними полюсами (междуфазовое расстояние) /мф, размеров защитных экранов, размеров заземленного основания, высоты подножника, соотношения напряжении разной полярности на контактах разъединителя и экранах разъединителей соседних фаз.
При заданных значениях испытательных напряжений увеличение изоляционного расстояния относительно земли Нп позволяет уменьшить межконтактные и междуфазовое расстояния и наоборот. Поэтому оптимальная конструкция разъединителя может быть создана только одновременно с компоновкой ОРУ на основе тщательного технико-экономического анализа.

Таблица 1
Характеристики некоторых изоляторов

При этом можно утверждать, что конструкция разъединителя для ОРУ СВН, созданная без учета реальных условий его работы на подстанции, может не обеспечить выполнение всех требований, предъявляемых к ОРУ, в том числе и требования надежной работы изоляции разъединителя.
Не менее важен правильный выбор системы экранов разъединителей на напряжение 330 кВ и выше. Экраны служат для выравнивания распределения напряженности электрического поля в изоляционной конструкции, для снижения напряженности поля на токоведущих элементах с целью ограничения стримерной короны (ограничение радиопомех), повышения электрической прочности изоляционных конструкций при перенапряжениях. Вопросы конструирования экранных систем аппаратов высокого напряжения подробно рассмотрены в [44].
Механизмы передачи перемещения подвижных контактов разъединителей, как правило, содержат большое число выступающих элементов, которые могут являться источниками стримерной короны. Поэтому экраны разъединителей на напряжение 750 кВ и выше обычно выполняются в виде объемных конструкций из алюминиевой трубы диаметром 60 — 120 мм.
При выборе экранов аппаратов следует учитывать реальную конструкцию ОРУ, наличие протяженных и сосредоточенных электродов, находящихся под высоким напряжением и имеющих потенциал земли: экраны противоположного контакта и соседних разъединителей, сборные шины и спуски (токоведущий трос от опоры до вывода аппарата) к аппаратам. Параметры экранов рассчитываются при отключенном положении разъединителей и наличии рабочего напряжения на одном из контактов, поскольку в этом случае напряженность поля на экранах наибольшая.
Из-за наличия экрана заземленного контакта и экранов соседних фаз напряженность поля на экране средней фазы повышается примерно на 6-5-8 % по сравнению с напряженностью одиночного экрана над землей под тем же напряжением. Однако подводящая ошиновка снижает напряженность поля на экране на 5+8%. Поэтому влияние соседних экранов и подводящей ошиновки можно не учитывать.

Рис. 2. Взаимное расположение сборных шин (1), спусков (2) к разъединителям и экранов (3), связанных со спусками контактов
Значительно большее неблагоприятное влияние оказывают сборные шины. Например, повышение напряженности поля на экране разъединителя средней фазы от шины ближайшей крайней фазы   может достигать 20% и более. Поэтому система экранов разъединителей должна быть ориентировала на наиболее неблагоприятное их расположение, при котором будет наблюдаться наименьшее начальное напряжение стример- ной короны (снижение не менее 25 %).