Sähkölinjojen eristys

Energia-asiantuntijat ovat jo pitkään kehittäneet perinteen kutsua laitteita sähkön siirtämiseen lähteestä (generaattorista) kuluttajalle termillä "linja", vaikka niillä on erittäin monimutkainen tekninen rakenne ja joissakin tapauksissa ne ulottuvat useisiin satoihin tai tuhansia kilometrejä.

Yksinkertaisesti sanottuna jokainen siirtolinja koostuu vain kahdesta osasta:

• virtajohtojärjestelmät, jotka varmistavat sähkövirtojen virtauksen;

• näitä johtoja ympäröivä dielektrinen väliaine estääkseen sähkön kulkeutumisen tarpeettomaan suuntaan. Tätä ympäristöä kutsutaan yksinkertaisesti eristykseksi.

Käytettyjen eristysmateriaalien menetelmän mukaan voimalinjat jaetaan:

• ilmaa;

• kaapeli.

Ilmavirtajohdot

Nämä rakenteet käyttävät ympäröivän ilmakehän ilman dielektrisiä ominaisuuksia eristämään virtajohtimia. Tässä otetaan huomioon se tosiasia, että hänen vastus vaihtelee sään, lämpötilan, kosteuden ja muiden parametrien mukaan. Näiden tekijöiden poistamiseksi johtojen välinen optimaalinen etäisyys valitaan kullekin jännitetyypille.Kun sen arvo kasvaa, johtimien turvallinen etäisyys toisistaan ​​kasvaa.

Koska minkä tahansa virtajohtimen potentiaali voi virrata maahan, myös vaihejohtimet siirtyvät pois maanpinnasta. Käytännössä ne kuitenkin nousevat paljon korkeammalle, kun ihmiset voivat kävellä tai työskennellä niiden alla, kulkuneuvot liikkuvat ja ulkorakennukset voidaan sijoittaa. Kaikki tämä otetaan huomioon tuen suunnittelussa, johon johdot on kiinnitetty.

Ilmajohtojen eristys

Johtojen ja maan välisen ilmaetäisyyden valinnan lisäksi on tarpeen kiinnittää virtajohdot mastoihin, jotta niiden sähkövastus ei häiriinny. Kannattaviksi käytetyt materiaalit (puu ja betoni märällä säällä sekä metallirakenteet kaikissa olosuhteissa) ovat kuitenkin hyviä sähkönjohtajia.

Avointen johtojen kiinnittämiseen tukien mastoihin käytetään erikoisrakenteita, joita kutsutaan eristeiksi... Ne on valmistettu kestävästä dielektrisestä materiaalista. Useimmiten he valitsevat erikoislajeja posliinia, lasia tai harvemmin muovia.

Erillisen tyyppisten posliinieristeiden suunnittelu näkyy valokuvassa.

Vasemmalla näkyvä eriste on valmistettu yhdestä posliinipalasta. Ja oikeus koostuu kahdesta osasta.

Maston kiinnitystavan mukaan eristimet jaetaan:

• tappirakenteet, jotka on kiinnitetty metallitappiin, joka on asennettu poikkisuuntaan pystyasentoon;

• mastoon ripustetut ripustetut laitteet;

• jännityskuviot, jotka on kiinnitetty vaakatasoon kestämään vetovoimia.

Kaikki ne on valmistettu toimimaan tietyllä verkkojännitteellä. Samalla ne havaitsevat merkittäviä mekaanisia voimia pysty- ja vaakasuunnassa, joita niihin kiinnitetyt langat aiheuttavat kaikissa sääolosuhteissa.

Voimakkaat tuulenpuuskat eivät myöskään yhdessä lumen ja jään kerääntymisen kanssa saisi heikentää eristeiden ja johtojen mekaanista lujuutta, eikä pitkittynyt sade tai jopa sade saa heikentää niiden sähkövastusta. Muuten tulee hätätila, jonka poistaminen vaatii valtavia kustannuksia.

Alla olevassa kuvassa on esimerkki yksivaiheisen 220 voltin johdon avoimien johtojen kiinnittämisestä tukimaston poikkisuuntaan, kun katuvalaistuslaite kytketään posliinieristeillä.

Tätä menetelmää käytetään laajalti teiden, jalkakäytävien ja alueen alueiden valaisemiseen. Tällaisen eristimen materiaali kestää mekaanisia voimia:

• vaakatasossa toimivien johtojen kiristys voimalinjan akselia pitkin;

• niihin ripustetun rakenteen painot, jotka vaikuttavat isolaattorin puristukseen.

Samoja rakenteita käytetään 0,4 kV linjoissa.

Avoimet metallijohtimet korvataan ilmajohtimilla, joiden jännite on enintään 35 kV. itsekantavat eristetyt rakenteet.

Niitä käytettäessä ei käytetä posliini- tai lasieristeitä, vaan kuvassa näkyvää kaapeli- ja lankakiinnitysjärjestelmää.

Pylväissä, joihin on kytketty paljaat johdot ja itsekantavat rakenteet, käytetään molempia kiinnitystyyppejä.

Kun siirtojohdon jännite kasvaa, eristeiden koot ja niiden dielektriset ominaisuudet kasvavat.Tehokkaammat eristimet toimivat 10 kV ilmajohdoissa.

Johtojen vaakasuuntaisten jännitysvoimien absorboimiseksi paikoissa, joissa linjat kääntyvät, esimerkiksi säiliöiden ohittamiseksi, käytetään jännityseristeitä, jotka voivat koostua seppeleistä.

Kuvassa näkyy tuki- ja jännityseristimien yhdistetty käyttö vahvistetussa tukikannattimessa VL-10 kV.

Samat rakenteet asennetaan tukiin erottimet… Tukieristeet varmistavat erottimen liikkuvien siipien ja kiinteiden kiinteiden koskettimien toiminnan ja jänniteeristeet vaimentavat johtimien vetovoimat.

Kuva vahvistaa, että kaikkien 25 kV ilmajohtojen eristeiden suunnittelu on monimutkaistunut. Ne lisäsivät voimalinjan virtajohtimien ja kantomateriaalin välistä etäisyyttä.

Tämä näkyy selvästi 110 kV ilmajohdossa, jossa eristeiden sarja on pidentynyt ja niiden ripustusrakenne on nyt käytössä.

Ilmajohtojen päät on kytketty sähköasemilla sijaitseviin muuntajaholkkeihin.

Voimalinjojen liitoskohdat 110 kV:n suurjännitteisen avoimen kojeiston laitteisiin on suojattu monimutkaisemmilla kantavien eristeiden rakenteilla, jotka kestävät merkittäviä sähköisiä ja mekaanisia kuormituksia. Ne poistavat jännitteelliset johdot tuista vielä suuremmalla etäisyydellä.

Sama näkyy valokuvassa metallista valmistetusta ylätornista 330 kV suurjännitetehon siirtoon. Kuvassa näkyy, että jokaisessa vaiheessa on erotettu virtajohtimia, joiden johtimet on kiinnitetty poikkipintaan vielä vahvemmalla lasijännityseristeiden seppeleellä.

330 kV sähköaseman pylväseristimet siirtävät johtimia ja kiskoja vielä kauemmaksi laitteista.

Kaapelivoimalinjat

Näissä rakenteissa faasien johtavat ytimet on erotettu toisistaan ​​kiinteällä eristekerroksella ja suojattu ympäristön vaikutuksilta vahvalla mutta joustavalla kuorella. Joskus kiinteiden aineiden sijasta voidaan käyttää öljytuotteista tai kaasumaisista aineista valmistettua nestemäistä kaapeliöljyä. Mutta tällaisia ​​dielektrisiä aineita käytetään harvoin käytännössä.

Kaapelilinjat ovat tuotantokustannuksiltaan kalliimpia kuin ilmajohdot. Siksi ne asetetaan kaupungin sisällä, asuinrakennusten sisällä, teollisuusalueilla, vesiesteiden risteyksissä, kun ilmatukia ei voida asentaa.

Luo kaapeleita varten kaapelihyllyjä, kanavia tai tavallisia haudatut haudatjotka rajoittavat pääsyä jännitteisiin piireihin.

Sähköjohtojen eristys

Voimalinjojen virtakaapelin rakenne riippuu sen läpi siirretyn tehon määrästä ja käytetystä jännitteestä.

Kaapelin johtimet on yleensä valmistettu kuparista tai alumiiniseoksesta, ja niiden välissä käytettyjen dielektristen materiaalien tyyppi riippuu käytetyn jännitteen suuruudesta.

Enintään 1000 voltin laitteissa käytetään useimmiten polyeteeniyhdistekerroksia tai rakenteita, joissa on paperitäyteaineita ja nipuja, jotka on kyllästetty eri konsistenssilla kaapeliöljyllä.

Eristyskerrosten likimääräinen järjestely epätyypilliselle nelijohtimiselle kaapelille on esitetty kuvassa.

Tässä kunkin johtavan ytimen metalli on päällystetty eristekerroksella, joka tulee kosketukseen hihnaeristeeseen sijoitettujen paperinippujen ja täyteaineiden kanssa.Ulkokuori tiivistää kokonaan koko rakenteen.

Kun paperi kyllästetään mineraaliöljyillä, joissa on erilaisia ​​lisäaineita kerroksen viskositeetin lisäämiseksi, dielektriset ominaisuudet paranevat samanaikaisesti. Tällaiset viskoosit öljyllä kyllästetyt kaapelikaapelit voivat toimia korkeintaan 10 kV:n suurjännitepiireissä.

Lyijylankojen tekninen valmistusmenetelmä parantaa eristekerroksen käyttöominaisuuksia. Tätä varten jokainen sydän on valmistettu erilliseksi koaksiaalikaapeliksi, jossa on viskoosi kyllästys ja joka on sijoitettu lyijyvaipan sisään.

Tällaisten suonten välinen tila täytetään juuttitäytteellä ja asetetaan panssaroidun galvanoidun teräslangan kerroksen sisään, jota ympäröi ulompi tiivis suojakerros.

Tällaiset lyijymetallijohtimilla varustetut kaapelit toimivat korkeintaan 35 kV:n suurjännitepiireissä.

Sähkön siirtoon kaapelia pitkin korkeammilla jännitteillä aina 110 kV:iin asti käytetään muita eristekerroksen rakenteita. Tämä voi olla vähemmän viskoosia kaapeliöljyä, inerttejä kaasuja (useimmiten typpeä). Öljynpaine tällaisissa kerroksissa voi olla alhainen (jopa 1 kg / cm2), keskitaso (jopa 3 × 5 kg / cm2) tai korkea (jopa 10-14 kg / cm2). Tällaiset kaapelit toimivat korkeintaan 500 kV:n suurjännitepiireissä.

Sähkölinjojen eristyksen tarkastukset

Sähkölaitteiden käytön aikana eristekerrosten tila arvioidaan:

• aina;

• määräajoin.

Erikoisohjauslaitteet suorittavat jatkuvan eristyksen laadun analysoinnin automaattitilassa. Ne on viritetty siten, että ne mittaavat hyvin pieniä vuotovirtoja normaalikäytössä.Kun dielektrinen kerros hajoaa, nämä virrat kasvavat ja niiden kulku kriittisen arvon läpi määräytyy relevirtapiirin avulla antamalla hälytyskomennon, joka ilmoittaa huoltohenkilöstölle.

Sähkölaitteiden, mukaan lukien voimalinjojen, eristyksen säännöllinen valvonta on osoitettu erityisesti muodostetuille sähkölaboratorioille, jotka suorittavat suurjännitetarkastuksia mittausten ja testien muodossa erikoistuneilla liikkuvilla tai kiinteillä asennuksilla.

Tällaisten sähköjärjestelmän laboratorioiden tekninen henkilökunta on jaettu erillisiin osastoihin, joita kutsutaan eristyspalveluiksi. Hän osallistuu johtajan alaisuudessa olemassa olevien energialaitteiden ja voimalinjojen rutiinitesteihin ja on velvollinen ennen jokaista sellaisten laitteiden käyttöönottoa, joissa on suoritettu ennaltaehkäisevää työtä piirin purkamisen kanssa, toimittamaan kirjallisen mielipide tuloosan valmiudesta kestää korkeajännitekuormitusta eristyksellä.

Lue myös: Ilmajohtojen vaurioitumisen syyt