În cadrul lucrării
sunt precizate materialele utilizate pentru realizarea izolatoarelor la LEA şi
principalele proprietăţi mecanice şi fizice ale acestora, clasificarea şi
tipurile constructive de izolatoare de joasă, medie şi înaltă tensiune, precum
şi modul lor de simbolizare.
2.1.
Izolatoarele LEA
Izolatoarele sunt elemente componente ale LEA, constituite dintr-un corp izolant
solid, cu sau fără armături metalice, destinate atât pentru fixarea de stâlpi a
conductoarelor active de fază ale liniei, cât şi pentru izolarea acestora faţă
de pământ, precum şi faţă de părţile stâlpului legate la pământ. În felul
acesta, izolatoarele transmit eforturile mecanice spre elementele de fixare ale
liniei, adică stâlpii liniilor electrice aeriene. Ţinând seama de funcţia pe
care o îndeplinesc, este evident că izolatoarele trebuie să satisfacă o serie
de condiţii electrice şi mecanice.
Din punct de vedere electric,
calitatea unui anumit tip de izolator este
caracterizată de următoarele mărimi:
Tensiunea de conturnare
reprezentând tensiunea la care apare o descărcare
disruptivă pe suprafaţa izolatorului, între părţile acestuia care sunt supuse,
în mod obişnuit, la diferenţe de tensiune.
Tensiunea de străpungere
fiind tensiunea la care apare o descărcare
disruptivă prin corpul izolant solid al izolatorului.
Alte mărimi care caracterizează din punct de vedere electric
izolatoarele, sunt următoarele: o tensiunea convenţională de
ţinere la impuls de comutaţie-trăsnet; o tensiunea statistică de ţinere la impuls de comutaţie-trăsnet; o
tensiunea de 50% conturnări a unei izolaţii; o
lungimea liniei de fugă; o
lungimea liniei de fugă specifică.
Din punct de vedere mecanic, izolatoarele trebuie să suporte eforturile transmise de conductoarele
liniei, datorate greutăţii proprii, greutăţii chiciurei şi presiunii vântului.
La acestea se adaugă, în mod evident, eforturile de tracţiune din conductoare,
în special, în cazul izolatoarelor de întindere. Dintre mărimile ce
caracterizează, din punct de vedere mecanic, un izolator, se menţionează:
Sarcina mecanică de rupere
este sarcina mecanică la care, în condiţii de
încercare, se produce separarea pieselor metalice sau ruperea totală a
izolatorului.
Sarcina de distrugere electromecanică
de scurtă durată a unui izolator reprezintă sarcina
mecanică la care, în condiţii de încercare, apare fie străpungerea electrică,
fie distrugerea mecanică a unei părţi din izolator.
Rezistenţa la
variaţii bruşte de temperatură reprezintă capacitatea izolatorului de a-şi menţine caracteristicile
electrice şi mecanice la variaţii bruşte de temperatură.
Pe lângă condiţiile
amintite anterior, izolatoarele trebuie să satisfacă şi o serie de alte
condiţii importante, dintre care pot fi amintite:
■
să nu absoarbă umiditate
(nehigroscopice);
■
să suporte variaţiile de
temperatură lente sau bruşte;
■
să fie stabile la acţiunea
agenţilor atmosferici
■
să aibă o durată de viaţă cât mai
lungă;
■
să prezinte o greutate cât mai
redusă;
■
să aibă un preţ de cost cât mai
scăzut.
2.2.
Materialele utilizate pentru
realizarea izolatoarelor folosite la LEA
Izolatoarele folosite la construcţia LEA sunt executate
din materiale electroceramice
(porţelan, steatit), sticlă sau materiale sintetice.
Porţelanul
folosit la realizarea izolatoarelor este un
porţelan tare, vitrifiat. Acesta este un material ceramic, constituit dintr-o
masă sticloasă de feldspat, care conţine cristale de mulit şi de cuarţ, având
bune calităţi izolante, la temperaturi şi frecvenţe normale, rezistenţă
mecanică relativ mare, în special la compresiune. Prezintă, de asemenea, o
rezistenţă termică ridicată şi, în acelaşi timp, o bună stabilitate chimică.
Dezavantajele principale ale porţelanului constau în:
rezistenţă redusă la tracţiune şi încovoiere, fragilitate, pierderi dielectrice
relativ mari la înaltă frecvenţă, contracţie mare la ardere şi posibilităţi
foarte reduse de prelucrare în stare arsă.
în general, porţelanul folosit ca material izolant are
următoarea compoziţie: caolin - 50%; cuarţ - 25-^30%; feldspat - 20+25% şi un mic procent de argilă refractară.
Steatitul este, de fapt, o masă ceramică pe bază de talc sau silicat de magneziu
hidratat, având următoarea compoziţie: steatit - 85%; argilă plastică -
10-^15%; feldspat - (L-5%. Piesele se obţin prin presarea prafului cu această
compoziţie, amestecat cu puţină apă, urmată de arderea acestora în cuptoare
speciale, la temperaturi de 1380-L1410°C. în cazul steatitului, în timpul
procesului de ardere, piesele suferă o contracţie mult mai redusă decât cele
din porţelan, permiţând astfel obţinerea unor piese mai precise. De asemenea,
rezistenţa mecanică a steatitului este, în general, mai mare decât a
porţelanului, datorită faptului că în compoziţia sa raportul dintre faza
cristalină şi cea sticloasă este mai mare.
Sticla
folosită la realizarea izolatoarelor este un
amestec de silicaţi cu structură amorfa, care poate fi considerat ca un lichid
subrăcit. Starea amorfa se deosebeşte de starea cristalină prin faptul că
atomii sunt aşezaţi, unii faţă de alţii, în mod neregulat, atât ca direcţie,
cât şi ca distanţă, prezentând totuşi o ordine locală, în sensul că fiecare
atom este înconjurat de aceiaşi atomi ca şi în cazul stării cristaline. Sub
aspect chimic, sticla poate fi considerată ca un amestec de săruri ale acidului
silicic.
Pentru izolatoare se foloseşte, în special, o sticlă cu
oxizi de calciu, magneziu şi sodiu sau boroxizi, îmbunătăţită printr-un
procedeu de călire, adică suflare de aer rece pe suprafaţa, încă fierbinte, a
izolatorului. în felul acesta, sticla călită capătă, la suprafaţă, eforturi
interne de compresiune, iar în interior, eforturi de întindere.
în cazul izolatoarelor suport şi al izolatoarelor capă,
care lucrează, mai ales, la compresiune, sticla tratată prin procedeul de
călire prezintă o serie de avantaje faţă de porţelan. De menţionat faptul că
sticla nu este, în general, folosită în cazul izolatoarelor cu inimă plină, la
care, sub acţiunea forţelor exterioare, iau naştere eforturi de întindere în
toată masa izolatorului, deoarece prin procesul de călire, se nasc în
interiorul masei de sticlă eforturi permanente de întindere. în aceste
condiţii, prin suprapunerea unor eforturi de întindere exterioare, peste aceste
eforturi interne, se poate produce distrugerea izolatorului.
în general, caracteristicile electrice ale sticlei
folosite pentru realizarea izolatoarelor sunt aceleaşi ca şi în cazul
porţelanului, putând atinge, pentru unele mărimi (constanta dielectrică,
factorul de pierderi, rigiditatea dielectrică) valori superioare celor ale
porţelanului.
Materialele sintetice
constituite din răşini sintetice şi cauciuc siliconic prezintă, faţă de
porţelan sau sticlă, o serie de avantaje legate de prelucrabilitate, în vederea
realizării unor forme constructive complexe, greutate redusă, posibilităţi de
prindere mai uşoară a armăturilor.
Dezavantajele principale ale acestui tip de izolatoare
constau în rezistenţa redusă la arc electric, precum şi o rezistenţă redusă la
tracţiune.
La realizarea izolatoarelor liniilor electrice aeriene
se folosesc, în ultimul timp, în ţara noastră, materiale compozite de cauciuc
siliconic. Introducerea lor în fabricaţie şi utilizarea pe scară largă se
datorează avantajelor pe care le prezintă în comparaţie cu izolatoarele
clasice, realizate din sticlă sau porţelan, cum ar fi:
>
Datorită învelişului şi filelor
realizate din cauciuc siliconic, izolatoarele compozite au proprietăţi de
hidrofobicitate deosebite, ceea ce le recomandă pentru utilizare în zone intens
poluate.
>
Mase mult inferioare faţă de
izolatoarele clasice din porţelan sau sticlă, până la 1/20.
>
Lungime redusă la aceeaşi linie de
fugă, facilitând obţinerea gabaritelor la sol.
>
Posibilitatea execuţiei monobloc
pentru orice valoare a tensiunii reţelei.
r Datorită greutăţii foarte
mici şi suprafeţei reduse pe care izolatorul o opune vântului, scade sarcina de
calcul pentru dimensionarea stâlpilor, iar masa redusă a izolatoarelor
facilitează operaţiile de montaj.
>
Datorită proprietăţii de
hidrofobicitate, depunerile de substanţe poluante pe fustele izolatorului sunt
minime, cauciucul siliconic prezentând un pronunţat efect de autocurăţire, ceea
ce elimină operaţiile de întreţinere a acestora.
>
Prin îmbunătăţirea continuă a
tehnologiei de fabricaţie, preţul acestor izolatoare a devenit comparabil cu
cel al izolatoarelor clasice, raportul calitate/preţ fiind net favorabil
izolatoarelor compozite.
>
Izolatoarele compozite pot fi
realizate în orice configuraţie a capelor terminale: tijă-nucă, tijă- tijă,
nucă-nucă.
2.3.
Clasificarea izolatoarelor,
tipuri constructive şi caracteristici
Izolatoarele folosite la realizarea LEA pot fi clasificate după o serie
de criterii, astfel:
>
In funcţie de materialul din care
sunt confecţionate .
•
izolatoare din materiale ceramice
(porţelan, steatit);
•
izolatoare din sticlă;
•
izolatoare din materiale sintetice
>
Din punct de vedere constructiv.
•
izolatoare suport - realizate
într-o formă constructivă astfel încât izolatorul să reziste atât la
străpungerea masei izolante dintre conductor şi tija de susţinere a
izolatorului, cât şi la conturnări, în condiţii atmosferice variate sau în
medii poluate;
•
izolatoare de suspensie - numărul
de elemente ale lanţului depinzând de tipul izolatorului; din punct de vedere
constructiv, acestea ridică probleme atât de natură mecanică, cât şi de natură
electrică.
>
In funcţie de mediul în care
funcţionează.
•
izolatoare care funcţionează în
condiţii atmosferice normale;
•
izolatoare care funcţionează în
atmosferă poluată.
>
După tensiunea nominală a LEA
pentru care sunt destinate.
•
izolatoare de joasă tensiune, până
la 1 kV inclusiv;
•
izolatoare de medie tensiune,
între 1 kV - 20 kV;
•
izolatoare de înaltă şi foarte
înaltă tensiune, peste 20 kV.
>
Din punct de vedere electric:
•
izolatoare străpungibile (St) având distanţa disruptivă prin dielectric mai mică decât jumătate din distanţa
disruptivă prin aer;
•
izolatoare nestrăpungibile (Ns) sunt izolatoarele la care distanţa disruptivă prin corpul izolant
solid este cel puţin egală cu jumătatea distanţei disruptive prin aer; acestea
pot fi.
-
izolatoare nestrăpungibile cu
linie de fugă medie;
-
izolatoare nestrăpungibile cu
linie de fugă lungă.
> Din punct de vedere
mecanic:
•
izolatoare sau lanţuri de
izolatoare de susţinere care preiau greutatea conductoarelor, a chiciurei,
precum şi a sarcinilor mecanice provenite din acţiunea vântului pe conductoare
şi respectiv izolatoare;
•
izolatoare sau lanţuri de
izolatoare de întindere (tracţiune) care preiau, în plus, eforturile de
tracţiune din conductoare.
În cele ce urmează,
se prezintă principalele tipuri de izolatoare folosite în ţara noastră la
construcţia liniilor electrice aeriene cu diferite tensiuni nominale,
specificându-se dimensiunile şi caracteristicile constructive ale acestora.
Pentru liniile de
joasă tensiune se folosesc izolatoare suport de
susţinere, cu indicativul N
(Figura 1) şi izolatoare de
întindere sau tracţiune, cu indicativul T, pentru
un singur conductor şi respectiv TD, pentru două conductoare (Figura 2). După indicativul acestor
izolatoare este trecut un număr care reprezintă, de fapt, înălţimea
izolatorului.
Dimensiunile şi
caracteristicile izolatoarelor de susţinere tip N, precum şi ale izolatoarelor de tracţiune tip T, pentru un singur
conductor, sunt prezentate în Tabelele 1, respectiv 2.
 |
| Figura 1 Izolator de susţinere din porţelan tip N |
 |
| Figura 2 Izolator de tracţiune din porţelan a - tip T; b - tip TD |
Dimensiunile şi caracteristicile izolatoarelor de tracţiune tip T
Tabelul 2
|
Simbolul
izolatorului
|
Dimensiunile [mm
|
|
Rezistenţa de izolaţie [Mfi]
|
Sarcina de rupere mecanică [daN]
|
Secţiunea maximă a conductorului [mm2]
|
Masa
maximă
[kg/buc]
|
|||
|
H
|
D
|
D1
|
d
|
d1
|
|||||
|
T 80
|
80
|
87
|
95
|
40
|
22
|
4,5'103
|
1000
|
50
|
0,550
|
|
T 115
|
115
|
110
|
120
|
60
|
30
|
6103
|
1500
|
150
|
1,400
|
Dimensiunile şi caracteristicile izolatoarelor de susţinere tip N
Tabelul 1
|
Simbolul
izolatorului
|
Dimensiunile [mm
|
|
Rezistenţa de izolaţie [Mfi]
|
Sarcina de rupere mecanică [daN]
|
Secţiunea maximă a conductorului [mm2]
|
Masa
maximă
[kg/buc]
|
|||
|
H
|
D
|
D1
|
d
|
R
|
|||||
|
N 87
|
87
|
80
|
42
|
21
|
26
|
T103
|
1000
|
50
|
0,360
|
|
N 97
|
97
|
95
|
50
|
24
|
32
|
T103
|
1800
|
150
|
0,550
|
In cazul liniilor
electrice aeriene de medie tensiune, cu tensiunea nominală de 20 kV, se
folosesc în practică următoarele tipuri de izolatoare:
•
Izolatoare din ceramică
nestrăpungibile, cu suport drept, utilizate la
stâlpii de susţinere, tip Is Ns 20 kV, reprezentate în Figura 3.
Dimensiunile şi caracteristicile acestor
izolatoare sunt prezentate în Tabelul 3.
•
Izolatoare din ceramică de
tracţiune nestrăpungibile, utilizate la stâlpii de
întindere (cap de panou), tip IT fs 20 kV, reprezentate în Figura 4.
Caracteristicile tehnice ale acestui tip de
izolatoare sunt redate în Tabelul 4.
 |
| Figura 3 Izolator de ceramică nestrăpugibil tipls Ns 20kV |
Dimensiunile şi
caracteristicile izolatoarelor din ceramică nestrăpungibile tip IsNs 20
kVşiIsNs 20S
Tabelul 3
|
Dimensiunea sau caracteristica
|
u.m.
|
Simbolul izolatorului
|
|
|
IsNs 20
|
IsNs 20S
|
||
|
Lungimea L
|
mm
|
246
|
348
|
|
Diametrul D
|
mm
|
150
|
195
|
|
Linia de fugă
|
mm
|
410
|
650
|
|
Tensiunea de ţinere la impuls
|
kV
1V v max
|
125
|
125
|
|
Tensiunea de ţinere la frecvenţă industrială sub ploaie
|
k V,f
|
55
|
55
|
|
Sarcina de rupere
|
kN
|
9,81
|
13,8
|
|
Masa izolatorului
|
|
5,5
|
9,8
|
|
Masa suportului
|
kS
|
2,2
|
2,2
|
|
Zona de poluare în care se foloseşte
|
|
I,II
|
III
|
 |
| Itfs 45/5 |
 |
| Itfs 45/4 |
Figura 4 Izolatoare din
ceramică de tracţiune nestrăpungibile tip ITfs 20 kV
Caracteristicile tehnice ale izolatoarelor de tip ITfs 45/4, respectiv ITfs 45/5
Tabelul 4
|
Caracteristici tehnice
|
Tipul de izolator i
|
|
|
ITfs 45/4
|
ITfs 45/5
|
|
|
Tensiunea nominală
|
24 kV
|
24 kV
|
|
Tensiunea de ţinere 1 minut la frecvenţa industrială
|
50 kVef
|
50 kVef
|
|
Tensiunea de ţinere la impuls de trăsnet
|
125 kV
|
125 kV
|
|
Linia de fugă minimă
|
480 imn
|
600 imn
|
|
Sarcina de rupere
|
4 tf
|
4 tf
|
|
Numărul aripilor izolante
|
4
|
5
|
|
Condiţii de mediu:
- temperatura maximă
- temperatura minimă
- zona de poluare
|
40°C
|
40°C
|
|
-30UC
|
-30UC
|
|
|
I-II
|
III
|
|
|
Masa
|
6,2 kg
|
6,7 kg
|
• Izolatoare suport cu cauciuc
siliconic tip ICS-24 K/L (ICS - izolator compozit de susţinere; 24 kV - tensiunea
maximă a reţelei; K - echipare cu clemă K; L - lungimea lanţului de prindere),
reprezentate în Figura 5. Caracteristicile tehnice ale acestui tip de
izolatoare sunt prezentate în Tabelul 5.
Caracteristicile tehnice ale
izolatoarelor compozite de susţinere tip ICS-24 K/L
Tabelul 5
|
Caracteristica
|
u.m.
|
Valoarea
|
|
|
Tensiunea nominală maximă a reţelei
|
kV
|
24
|
|
|
Lungimea (L)
|
mm
|
335
|
|
|
Distanţa de contumare
|
mm
|
190
|
|
|
Linia de fugă
|
mm
|
420
|
|
|
Tensiunea de ţinere la impuls critic
|
pozitiv
|
kV
|
160
|
|
negativ
|
205
|
||
|
Tensiunea de ţinere la impuls de trăsnet
|
umed
|
kV
|
65
|
|
uscat
|
95
|
||
|
Sarcina de rupere la întindere
|
tf
|
13.4
|
|
|
Sarcina de rupere la încovoiere
|
tf
|
1.25
|
|
|
Numărul de rile izolante
|
buc.
|
3
|
|
|
Masa
|
kg
|
3.7
|
|
 |
| Figura 5 Izolator compozit de susţinere tip ICS- 24 K/Ll - izolator KL-28SK; 2 - bolţ M20; 3 - şaibă A 20; 4 - Piuliţă M 20 |
 |
| Izolatoare compozite cu cauciuc siliconic de tracţiune, tip ITS |
Caracteristicile tehnice sunt prezentate
în Tabelul 6.
Tabelul 6
Caracteristicile tehnice ale izolatoarelor de tracţiune tip ITS
|
Tensiunea nominală
|
24 kV
|
|
Tensiunea de ţinere 1 minut la frecvenţă industrială
|
50 kVef
|
|
Tensiunea de ţinere la impuls de trăsnet
|
|
|
• în stare uscată
|
135 kV
|
|
• în stare umedă
|
110 kV
|
|
Linia de fugă minimă
|
590 mm
|
|
Sarcina de exploatare
|
3,5 tf
|
|
Sarcina de mpere
|
7 tf
|
|
Numărul aripilor izolante
|
10
|
|
Condiţii de mediu:
|
|
|
• temperatura maximă
|
40°C
|
|
• temperatura minimă
|
-30°C
|
|
• zona de poluare
|
I, II şi III
|
|
Masa
|
0,66 kg
|
La liniile
electrice aeriene de înaltă şi foarte înaltă tensiune (110 kV^-400 kV) se
utilizează următoarele tipuri de izolatoare:
• Izolatoare nestrăpungibile de suspensie cu linie lungă de fugă de tip tijă.
Un astfel de izolator este reprezentat în Figura 7, iar dimensiunile
şi caracteristicile lor sunt redate în Tabelul 7.
Figura 7 Izolator
nestrăpungibil de suspensie cu linie lungă de fugă de tip tijă, pentru
variantele VKLS şi respectiv VKLF
Dimensiunile şi caracteristicile izolatoarelor nestrăpungibile de
suspensie cu linie lungă de fugă
Tabelul 7
|
Dimensiunea
sau caracteristica
|
u.m.
|
Simbolul
izolatorului
|
|||
|
VKLS-75/21
|
VKLS
- 85/21
|
VKLF-75/16
|
VKLF-85/16
|
||
|
înălţimea H
|
mm
|
1240
|
1270
|
1240
|
1270
|
|
Diametrul D
|
mm
|
195
|
205
|
170
|
180
|
|
Diametrul d
|
mm
|
75
|
85
|
75
|
85
|
|
Diametrul tij ei
|
mm
|
16
|
20
|
16
|
20
|
|
Tensiunea de ţinere la frecvenţă industrială
• uscat
• sub ploaie
|
kVef
|
420
|
415
|
425
|
425
|
|
kVef
|
295
|
295
|
305
|
305
|
|
|
Tensiunea de 50% contumare, impuls negativ
|
kV
^ v max
|
645
|
645
|
645
|
645
|
|
Lungimea liniei de fugă
|
mm
|
3350
|
3350
|
2500
|
2500
|
|
Sarcina medie de mpere la tracţiune
|
kN
|
120
|
160
|
120
|
160
|
|
Sarcina de durată normală
|
kN
|
53
|
69
|
53
|
69
|
|
Masa
|
kg
|
35
|
41
|
28
|
34
|
Izolatoare
de suspensie tip capă-tijă din porţelan, precum cel
reprezentat în Figura 8. Dimensiunile şi caracteristicile tehnice ale acestor
izolatoare sunt prezentate în Tabelul 8.
 |
| Figura 8 Izolator de suspensie tip capă-tijă din porţelan |
- 1 - corpul izolatorului;
- 2 - capă;
- 3 - tijă;
- 4 - piesă de fixare;
Dimensiunile şi caracteristicile izolatoarelor de suspensie din
porţelan, tip capă-tijă
Tabelul 8
|
|
|
Simbolul
izolatorului
|
|||
|
Dimensiunea
sau caracteristica
|
u.m.
|
||||
|
IC
170
|
IC
190
|
||||
|
|
|
||||
|
Diametrul
D
|
mm
|
280
|
280
|
||
|
înălţimea
H
|
mm
|
170
|
190
|
||
|
Diametrul
tijei d
|
mm
|
16
|
20
|
||
|
Sarcina
minimă de rupere
|
kN
|
40
|
60
|
||
|
Tensiunea
de ţinere la frecvenţă industrială - sub ploaie
|
1
buc
|
kVef
|
50
|
50
|
|
|
2
buc
|
kVef
|
95
|
95
|
||
|
3
buc
|
kVef
|
140
|
140
|
||
|
Masa
|
armat
|
kg
|
7,5
|
9,3
|
|
|
nearmat
|
kg
|
4,2
|
5,2
|
||
- Izolatoare de suspensie tip capă-tijă din sticlă călită, reprezentate în Figura 9 a, b, c şi d.
Aceste izolatoare sunt fabricate atât pentru zone cu poluare normală, cât şi pentru zone intens poluate. Dimensiunile şi caracteristicile acestor izolatoare sunt prezentate în Tabelul 9.
a - izolator CTS 60-1
b - izolator CTS120-1
c - izolator CTS160-1
d - izolator CTS 120-2p
Figura 9 Izolatoare de
suspensie tip capă-tijă din sticlă călită a - izolator CTS 60-1; b - izolator
CTS120-1; c - izolator CTS160-1; d - izolator CTS 120-2p
Dimensiunile şi caracteristicile izolatoarelor de suspensie tip
capă-tijă din sticlă călită
Tabelul 9
|
Simbolul
izolatorului
|
Diametrul
D
[mm]
|
înălţimea
H
[mm]
|
Diametrul tijei d
[mm]
|
Lungimea
liniei de fugă [mm]
|
Tensiunea
de ţinere în stare uscată
____ IkV]____
|
Tensiunea de ţinere Ia
50 Hz, lmin __ [kV]____
|
Tensiunea
de străpungere în ulei la 50 Hz
[kV]
|
Sarcina
mecanică de rupere
[kN]
|
Masa
[kg]
|
||
|
pozitiv
|
negativ
|
uscat
|
ploaie
|
||||||||
|
CTS 60-1
|
255
|
131,5
|
16
|
295
|
95
|
100
|
58
|
48
|
90
|
60
|
4,3
|
|
CTS 70-1
|
255
|
131,5
|
16
|
305
|
100
|
103
|
70
|
43
|
110
|
70
|
4,3
|
|
CTS 100-1
|
255
|
146
|
16
|
305
|
100
|
103
|
70
|
43
|
110
|
100
|
3,5
|
|
CTS 120-1
|
260
|
146
|
16
|
325
|
110
|
115
|
70
|
43
|
90
|
120
|
5,7
|
|
CTS 160-1
|
280
|
170
|
20
|
390
|
110
|
115
|
70
|
40
|
100
|
160
|
8,0
|
|
CTS 210-1
|
320
|
170
|
20
|
390
|
110
|
-
|
-
|
45
|
110
|
210
|
8,5
|
|
CTS 40-2p
|
180
|
110
|
11
|
300
|
80
|
85
|
60
|
36
|
100
|
40
|
2,3
|
|
CTS 70-2p
|
280
|
146
|
16
|
445
|
125
|
130
|
85
|
50
|
110
|
70
|
5,8
|
|
CTS 100-2p
|
280
|
146
|
16
|
445
|
125
|
130
|
85
|
50
|
110
|
100
|
5,2
|
|
CTS 120-2p
|
280
|
146
|
16
|
425
|
125
|
130
|
85
|
50
|
90
|
120
|
6.7
|
|
CTS 160-2p
|
320
|
170
|
20
|
550
|
140
|
-
|
-
|
55
|
110
|
160
|
10,6
|
|
CTS 210-2p
|
340
|
170
|
20
|
550
|
140
|
-
|
-
|
50
|
110
|
210
|
11,5
|
|
CTS 70-3
|
255
|
146
|
16
|
305
|
100
|
-
|
-
|
40
|
110
|
70
|
4.35
|
|
CTS 160-3
|
280
|
170
|
20
|
390
|
105
|
-
|
-
|
40
|
110
|
160
|
6,5
|
|
CTS 160-4
|
280
|
146
|
20
|
390
|
105
|
-
|
-
|
40
|
110
|
160
|
6.5
|
• Izolatoare compozite Hi*Lite XL - tip tijă, pentru LEA şi staţii de 110 kV.
Un astfel de izolator şi părţile lui
componente sunt reprezentate în Figura 10. Simbolurile utilizate la descrierea
acestui tip de izolatoare au următoarea semnificaţie: tensiunea nominală a
reţelei, în kV; sarcina mecanică de rupere, în kN; lungimea, în mm; linia de
fugă specifică, în mm/kV; tipul terminalelor metalice. Caracteristicile
izolatoarelor compozite Hi*Lite - tip tijă sunt prezentate în Tabelul 10.
Figura 10 Lanţ cu izolatoare
compozite
1
- izolator Hi*Lite;
2
- ochi de susţinere;
3
- corn descărcare
Pentru LEA cu
tensiuni nominale de 110 kV^-750 kV, precum şi pentru LEA de 20 kV, parţial, se
folosesc elemente de izolatoare de suspensie
montate în lanţuri,
în scopul realizării izolaţiei necesare liniei
electrice. Caracteristicile electrice corespunzătoare unui lanţ de izolatoare
sunt practic aceleaşi ca şi ale unui singur element şi anume: tensiunea de
conturnare, tensiunea convenţională de ţinere la impuls de comutaţie-trăsnet,
tensiunea de 50% contumări a unei izolaţii, lungimea liniei de fugă, tensiunea
de străpungere, tensiunea statistică de ţinere la impuls de comutaţie-trăsnet.
Pe lângă aceste caracteristici, care definesc calităţile unui lanţ de
izolatoare în stare curată, în cazul zonelor poluate, este deosebit de
importantă determinarea şi verificarea tensiunilor de contumare, precum şi a
celor de ţinere, în condiţiile de contaminare a izolaţiei.
Caracteristicile lanţurilor de susţinere cu izolatoare compoziteHi*Lite
XL - tip tijă, pentru
linii electrice aeriene de 110 kV
Tabelul 10
|
Descriere
|
Linie fugă specifică [mm/kV]
|
Lungime
[mm]
|
Terminale
metalice
|
Tensiunea de ţinere [kV]
|
Tensiunea de contumare 50% Ia impuls l,2/50|is |kV„l
|
Sarcina mecanică de rupere [kN]
|
Masa
izolatorului
[kg]
|
|
|
Sub ploaie la 50 Hz |kVcf|
|
La impuls,
1,2/50(j.s fkV^l
|
|||||||
|
Izolator Hi*Lite EPS • 110-120-1278-20,48-NN 16
|
20,48
|
1278
|
nucă-nucă 16 mm
|
230
|
550
|
690
|
120
|
3,2
|
|
Izolator Hi*Lite EPS • 110-160-1257-21,78-NN 20
|
21,78
|
1257
|
nucă-nucă 20 nun
|
230
|
550
|
690
|
160
|
5,9
|
|
Izolator Hi*Lite EPS • 110-120-1278-26,82-NN 16
|
26,82
|
1278
|
nucă-nucă 16 nun
|
230
|
550
|
690
|
120
|
3,6
|
|
Izolator Hi*Lite EPS • 110-160-1257-25,00-NN 20
|
25,00
|
1257
|
nucă-nucă 20 nun
|
230
|
550
|
690
|
160
|
6,2
|
|
Izolator Hi*Lite EPS • 110-120-1430-31,00-NN 16
|
31,00
|
1430
|
nucă-nucă 16 nun
|
230
|
550
|
690
|
120
|
4,0
|
|
Izolator Hi*Lite EPS • 110-160-1413-31,41-NN 20
|
33,41
|
1413
|
nucă-nucă 20 nun
|
230
|
550
|
690
|
160
|
7,5
|
Pentru aceste zone poluate, la alegerea izolaţiei LEA,
una din cele mai importante caracteristici este lungimea liniei de fugă,
definită ca fiind cea mai mică distanţă pe suprafaţa izolaţiei, între părţile
metalice aflate la potenţiale electrice maxime.
b
Figura 11 Repartiţia tensiunilor pe un lanţ de izolatoare: a - tip capă-tijă; b - tip tijă
Tensiunile de
conturnare ale lanţurilor de izolatoare depind de
numărul de izolatoare ale lanţului, fiind proporţionale cu numărul de elemente,
precum şi de existenţa armăturilor de protecţie. Trebuie menţionat faptul că
tensiunea de conturnare a unui lanţ de izolatoare creşte mai lent totuşi decât
numărul de elemente din lanţ, datorită, în principal, repartiţiei neuniforme a
potenţialului în lungul lanţului de izolatoare. Această repartiţie neuniformă
se datoreşte, în principal, unei distribuţii neuniforme a sarcinilor electrice
pe sistemul de condensatoare format de izolatoarele lanţului. în Figura 11 este
prezentată repartiţia tensiunilor pe un lanţ de izolatoare de tip capă-tijă şi
pentru un izolator de tip tijă, iar în Figura 12 este reprezentată variaţia
căderilor de tensiune pe un lanţ de izolatoare în stare uscată şi în condiţii
de umiditate ridicată .
Căderea de tensiunea, /"»/ Căderea de tensiunea, [%]
a b
Figura 12 Variaţia căderilor de tensiune pe un lanţ de izolatoare în
următoarele condiţii: a-în stare uscată; b - în condiţii de umiditate ridicată
Cunoscând
tensiunile de conturnare ale lanţului de izolatoare, în special cea de
conturnare sub ploaie, se poate stabili tensiunea maximă de serviciu a liniilor
electrice aeriene, respectiv a lanţului de izolatoare. Aceasta este definită ca
valoarea efectivă a celei mai mari tensiuni între faze, care poate să apară în
condiţii normale de funcţionare la bornele lanţurilor de izolatoare.
Din punct de vedere
funcţional, lanţurile de izolatoare utilizate la liniile electrice aeriene sau
la staţiile de transformare, pot fi împărţite după cum urmează:
- lanţuri de izolatoare de susţinere simple sau duble;
- lanţuri de izolatoare de întindere simple, duble, triple sau quadruple.
Pentru exemplificare, în Figurile 13 şi 14 sunt
prezentate diferite variante de lanţuri de izolatoare de susţinere sau de
întindere.
Figura 13 Variante
de lanţuri de izolatoare de susţinere: a - lanţ simplu de susţinere;
b - lanţ
dublu de susţinere
Figura 14 Diferite
variante de lanţuri de întindere: a - lanţ simplu de întindere; b - lanţ dublu
de
întindere;
c - lanţ triplu de întindere
în cele ce urmează, sunt prezentate variante ale
lanţurilor de susţinere şi întindere, cu izolatoare compozite de tip tijă,
pentru tensiunea de 110 kV.
❖ Lanţ simplu de susţinere tip
LSSpentru linii electrice aeriene, cu izolatoare compozite Hi*Lite XL - tip
tijă, de 110 kV.
în Figura 15 este reprezentat un lanţ simplu de
susţinere pentru o linie electrică aeriană cu tensiunea nominală de 110
kV, iar în Tabelul Al.40 sunt prezentate
caracteristicile diferitelor tipuri constructive. Semnificaţia simbolurilor
utilizate la descrierea acestor lanţuri simple cu izolatoare compozite este
următoarea: LSS - lanţ simplu de susţinere;
tensiunea nominală a reţelei, în kV; sarcina mecanică de rupere, în kN; lungimea, în mm, linia de fugă specifică corespunzătoare zonei de poluare, în mm/kV; tipul terminalelor metalice.
Figura 15 Lanţ simplu de susţinere cu izolatoare compozite Hi*Lite XL
- tip tijă
Caracteristicile lanţurilor de susţinere cu izolatoare compoziteHi*Lite
XL - tip tijă, pentru linii electrice aeriene de 110 kV
Tabelul 11
|
Descriere
|
Cant.
[buc]
|
Linia
de fugă Imm/kVl
|
Lungime
de montaj [mm]
|
Sarcina
mecanică de rupere [kN]
|
|
Izolator
Hi*Lite EPG • 110-120-1278-20,48-NN 16
|
2
|
20,48
|
1278
|
120
|
|
Izolator
Hi*Lite EPG • 110-120-1278-26,82-NN 16
|
2
|
26,82
|
1278
|
120
|
|
Izolator
Hi*Lite EPG • 110-120-1278-31,00-NN 16
|
2
|
31,00
|
1430
|
120
|
❖ Lanţ simplu de întindere tip
LSI pentru liniile electrice aeriene cu tensiunea nominală de 110 kV, cu
izolatoare compozite Hi*Lite XL - tip tijă
Un astfel de lanţ
este reprezentat în Figura 16, iar în Tabelul 12 sunt prezentate
caracteristicile diferitelor tipuri constructive ale lanţurilor simple de
întindere, cu izolatoare compozite. Semnificaţia simbolurilor utilizate la
descrierea acestora este similară cu aceea de la lanţurile simple de susţinere.
 |
| Figura 16 Lanţ simplu de întindere pentru liniile electrice aeriene de 110 kV, cu izolatoare compozite Hi*Lite XL - tip tijă |
Caracteristicile lanţurilor simple
de întindere, cu izolatoare compozite Hi*Lite XL - tip tijă, pentru LEA de 110
kV
Tabelul 12
|
Descriere
|
Linia
de fugă
|mm/kV|
|
Lungime
de montaj [mm]
|
Sarcina
mecanică de rupere fkNl
|
|
Izolator
Hi*Lite EPG • 110-120-1278-20,48-NN 16
|
20,48
|
1278
|
120
|
|
Izolator
Hi*Lite EPG • 110-120-1278-26,82-NN 16
|
26,82
|
1278
|
120
|
|
Izolator
Hi*Lite EPG • 110-120-1278-31,00-NN 16
|
31,00
|
1430
|
120
|
|
Izolator
Hi*Lite EPG • 110-160-1257-21,78-NN 20
|
21,78
|
1257
|
160
|
|
Izolator
Hi*Lite EPG • 110-160-1257-25,00-NN 20
|
25,00
|
1257
|
160
|
|
Izolator
Hi*Lite EPG
•
110-160-1413-33,41-NN 20
|
33,41
|
1413
|
160
|
❖ Lanţ dublu de susţinere tip
LDS pentru liniile electrice aeriene de 110 kV, cu izolatoare compozite Hi*Li
te XL - tip tijă
în Figura 17 este
reprezentat un astfel de lanţ dublu de susţinere pentru liniile electrice
aeriene cu tensiunea nominală de 110 kV, iar în Tabelul 13 sunt prezentate caracteristicile diferitelor tipuri
constructive. Simbolurile utilizate la descrierea acestora au aceeaşi
semnificaţie ca şi în cazul lanţurilor simple de susţinere.
Figura 17 Lanţ dublu de susţine
pentru LEA de 110 kV, cu izolatoare compozite Hi*Lite XL - tip tijă
Caracteristicile lanţurilor duble de susţinere, cu izolatoare compozite
Hi*Lite XL - tip tijă,
pentru liniile electrice aeriene de
110 kV
Tabelul 13
|
Descriere
|
Cant
[buc]
|
Linia
de fugă [mm/kV]
|
Lungime
de montaj [mm]
|
Sarcina
mecanică de rupere fkNl
|
|
Izolator
Hi*Lite EPG • 110-120-1278-20,48-NN 16
|
2
|
20,48
|
1278
|
120
|
|
Izolator
Hi*Lite EPG • 110-120-1278-26,82-NN 16
|
2
|
26,82
|
1278
|
120
|
|
Izolator
Hi*Lite EPG • 110-120-1430-31,00-NN 16
|
2
|
31,00
|
1430
|
120
|
❖ Lanţ dublu de întindere tip
LDI pentru liniile electrice aeriene de 110 kV, cu izolatoare compozite Hi*Lite
XL - tip tijă.
Un astfel de lanţ
dublu de întindere pentru liniile electrice aeriene de 110
kV este prezentat în Figura 18. Modul de
simbolizare al acestora este similar cu cel de la lanţurile simple de
întindere, iar caracteristicile diferitelor tipuri constructive sunt prezentate
în Tabelul 14.
Figura 18 Lanţ dublu de
întindere pentru liniile electrice aeriene de 110 kV, cu izolatoare compozite
Hi*Lite XL — tip
tijă
Caracteristicile lanţurilor duble
de întindere, cu izolatoare compozite Hi*Lite XL - tip tijă, pentru liniile
electrice aeriene de 110 kV
Tabelul 14
|
Descriere
|
Cant.
[buc|
|
Linia
de fugă [mm/kV]
|
Lungime
de montaj [mm]
|
Sarcina
mecanică de rupere |kN|
|
|
Izolator
Hi*Lite EPG • 110-120-1278-20, 48-NN 16
|
2
|
20,48
|
1278
|
120
|
|
Izolator
Hi*Lite EPG • 110-120-1278-26, 82-NN 16
|
2
|
26,82
|
1278
|
120
|
|
Izolator
Hi*Lite EPG • 110-120-1278-31, 00-NN 16
|
2
|
31,00
|
1430
|
120
|
|
Izolator
Hi*Lite EPG • 110-160-1257-21, 78-NN 20
|
2
|
21,78
|
1257
|
160
|
|
Izolator
Hi*Lite EPG • 110-160-1257-25, 00-NN 20
|
2
|
25,00
|
1257
|
160
|
|
Izolator
Hi*Lite EPG • 110-160-1413-33, 41-NN 20
|
2
|
33,41
|
1413
|
160
|
❖ Lanţ de întindere în “V” tip
LIV, cu izolatoare compozite Hi*Lite XL - tip tijă, pentru tensiunea de 110 kV,
în Figura 19 este
reprezentat un lanţ de întindere în “F”, pentru tensiunea de 10
kV, iar în Tabelul 15 sunt prezentate
caracteristicile diferitelor tipuri constructive.
Modul de simbolizare al acestora este similar
cu acela de la lanţurile simple de întindere.
Figura 19 Lanţ dublu de
întindere în “V” cu izolatoare compozite Hi*LiteXL- tip tijă, pentru
tensiunea de 110 kV
3. Modul de desfăşurare a lucrării
>
Se vor recunoaşte tipurile de
materiale utilizate pentru realizarea izolatoarelor folosite la LEA, cu
principalele lor proprietăţi mecanice si fizice.
>
Studenţii vor identifica tipurile
de izolatoare existente în colecţia laboratorului de TDEE şi vor indica, pentru
fiecare tip în parte, tensiunea şi modul de simbolizare.
>
Se vor realiza diferite tipuri de
lanţuri de izolatoare (întindere, susţinere, simple sau duble), cu ajutorul
elementelor componente existente în laborator.
1.
Georgescu Gh.,
Sisteme de distribuţie a energiei electrice,
Editura Politehnium, Iaşi, 2007.
2.
Georgescu
Gh., Neagu B., Proiectarea şi exploatarea asistată de calculator a sistemelor publice
de repartiţie şi distribuţie a energiei electrice,
voi. 1, Editura Fundaţiei Academice AXIS, Iaşi, 2010.
3.
Georgescu
Gh., Transportul şi distribuţia energiei electrice.
Lucrări practice de laborator, Editura
Politehnium, Iaşi. 2005.
4.
Georgescu
Gh., Transportul şi distribuţia energiei electrice.
Produse software specializate, Editura Politehnium,
Iaşi, 2005.
5.
Georgescu
Gh., Varvara V., Neagu B., Posibilities of Survey and Shctpe the Consumption from the Electric
Energy Distribution Systems Bul. Inst. Polit Iaşi, Tom LIV
(LVIII) fasc.3, 2008, pp.139- 146.
6.
Georgescu Gh.,
Neagu B., Aspects regarding
the improvement of supply quality in public electricity distribution systems, Buletinul Institutului Politehnic din Iaşi, Tomul XVI(XXVII), fasc. 3,
2010.
7.
Georgescu Gh., Sisteme
de distribuţie a energiei electrice, voi. 1, partea
a Il-a, Editura Politehnium, Iaşi, 2007.
8.
Georgescu Gh., Rădăşanu D., Transportul şi distribuţia energiei electrice, voi. 1, Editura "Gh. Asachi". Iaşi, 2000.
9.
Georgescu Gh., Istrate M., Varvara V., ş.a., Transportul
şi distribuţia energiei electrice, voi. 2, Editura
Politehnium, Iaşi, 2001.
10.
Georgescu
Gh., Transportul şi distribuţia energiei electrice,
voi. 3, Casa de editura Venus, Iaşi, 2002.
11.
Neagu B.,
Georgescu Gh., Reduction of Power Losses in Public Distribution Systems for
Increasethe Energetic Efficiency and the Quality of Delivered Energy,
The 7th National Conference on Industrial Energetics with International
Participation - CNEI2009, Bacău, pp. 197-202.
[1] Izolatoare de suspensie tip capă-tijă din sticlă călită, reprezentate în Figura 9 a, b, c şi d. Aceste
izolatoare sunt fabricate atât pentru zone cu poluare normală, cât şi pentru
zone intens poluate. Dimensiunile şi caracteristicile acestor izolatoare sunt
prezentate în Tabelul 9.
Trimiteți un comentariu