Основные характеристики изоляторов

5 июня 2012 в 10:00

Изоляторы должны обладать определенными электрическими характеристиками. К ним относятся: сухоразрядное, мокроразрядное и пробивное напряжения.

Сухоразрядным называется напряжение, приложенное к металлическим электродам изолятора, при котором наступает искровой разряд по его поверхности при нормальных атмосферных условиях.

Мокроразрядным называется напряжение, приложенное к изолятору, при котором происходит разряд по поверхности изолятора, находящегося под действием струй дождя, падающих на него под углом 45° (рис. 1). При этом сила дождя должна быть равной 5 мм/мин, а удельное объемное сопротивление воды должно находиться в пределах 9500 - 10 500 ом х см (при 20°С).

Величина мокроразрядного напряжения изолятора, определяемая при испытаниях, позволяет судить о том, как будет вести себя изолятор в условиях эксплуатации под дождем. Для любого изолятора величина мокроразрядного напряжения всегда меньше величины его сухоразрядного напряжения, так как при действии дождя значительная часть поверхности изолятора оказывается смоченной водой и начинает проводить ток.

Пробивным напряжением изолятора называют напряжение, при котором происходит пробой материала изолятора, заключенного между основными электродами, например между стержнем и шапкой подвесного изолятора.

Пробивное напряжение любого изолятора всегда больше его сухоразрядного и тем более мокроразрядного напряжения.

Кроме электрических характеристик, у изоляторов определяют механические характеристики. Они представляют собой механические нагрузки, измеряемые при испытании изоляторов на разрыв, изгиб и срез головки (у штыревых изоляторов).

Так, для определения разрушающей нагрузки проходного изолятора (рис. 2) он жестко крепится фланцем на стальной плите (с помощью болтов). На токоведущий стержень изолятора надевается петля из стального троса, к которому прикладывается изгибающее усилие. Это усилие плавно повышают до величины, при которой наступает разрушение изолятора.

Числовые значения электрических и механических характеристик изоляторов устанавливаются соответствующими ГОСТами.

Очень важной характеристикой изоляторов является их термостойкость, т. е. стойкость к резким изменениям температуры. Эта характеристика определяется двукратным нагревом и охлаждением изолятора и воде при разности температур горячей и холодной воды 70°С (для фарфоровых изоляторов) и 50°С (для стеклянных изоляторов).

После этих теплосмен изоляторы должны еще выдержать без повреждений трехминутное испытание электрическим напряжением, при котором на поверхности изолятора образуется непрерывный поток искр.

Наиболее ответственные по своему назначению подвесные изоляторы подвергают трехкратному циклу охлаждения и нагрева при температуре от - 60 до +50°С с одновременным приложением механической нагрузки, равной 3000 - 4500 кГ и более в зависимости от типа изолятора. Это испытания на термомеханическую прочность, которые заканчиваются электромеханическими испытаниями.

Каждый цикл испытания начинается с охлаждения изоляторов до - 60°С. При этой температуре изоляторы выдерживают один час, затем начинается нагревание изоляторов до 50° С и снова их выдерживают один час. После каждого цикла теплосмен изоляторы проверяют напряжением 45 - 51 кв при температуре 20±5°С.

Испытание заканчивается плавным подъемом растягивающей механической нагрузки после третьего цикла, когда изоляторы нагреты до 50° С.

Все описанные испытания изоляторов являются типовыми, т. е. испытаниям подвергают не каждый выпускаемый с завода изолятор, а определенный процент (0,5%) от всей выпускаемой партии изоляторов.

Каждый же из выпускаемых высоковольтных изоляторов подвергается трехминутному испытанию напряжением, при котором по поверхности изоляторов образуется поток искр. Все изоляторы, выдержавшие это электрическое испытание, считаются годными.

Все выпускаемые подвесные изоляторы подвергают еще одноминутному испытанию растягивающей механической нагрузкой. Одноминутные механические испытания производятся перед электрическими испытаниями, чтобы отбраковать плохо заармированные, а также изоляторы с дефектными элементами из фарфора или стекла и с дефектной арматурой (трещины и пр.). Изоляторы, выдержавшие одноминутное механическое испытание, поступают затем на массовое электрическое испытание, описанное выше.