Передача, распределение и накопление электроэнергии

Полимерные изоляторы

16 февраля 2005 г. в 15:09

Опорные изоляторы на основе полимерных композиционных материалов являются альтернативой традиционно сложившимся конструкциям опорно-стрержневых фарфоровых изоляторов.

Из опыта их эксплуатации известно, что последние имеют весьма низкую эксплуатационную надежность, что подтверждается многочисленными случаями их повреждений, в особенности при использовании их в качестве поворотных колонок разъединителей.

Изолятор ЛК-70/35-03-IV УХЛ1
Изолятор ЛК-70/35—03-IV УХЛ1
Изолятор ОСК4-35-А-4 УХЛ1 и ОСК4-35-Б-4 УХЛ1
Изолятор ОСК4—35-А-4 УХЛ1

Сложившееся положение неоднократно отмечалось в приказах РАЛ «ЕЭС России», в том числе в приказе «О повышении надежности опорно-стежневых изоляторов 11—220 кВ» (№ 252 от 06.05.2002 г.).

Решение проблемы — в разработке опорных изоляторов с гарантированной прочностью и стойкостью на весь срок службы, не требующих специальных средств диагностики механического состояния.

Разработка и постановка на производство таких изоляторов на основе полимеров проведена на ООО «Полимеризолатор». ООО «Полимеризолатор» выпускает опорные полимерные изоляторы на классы напряжение 10, 35 × 110 кВ и линейные на 35 кВ. Конструктивные исполнения опорных полимерных изоляторов однотипное для классов напряжения 10—35 кВ и несколько отличается от изолятора на класс напряжения 110 кВ. 

Изоляторы изготавливаются на базе стеклопластикового стержня с электрической прочностью не менее 4 кВ/мм с монолитной внешней оболочкой из импортной кремнийорганической композиции, выполненной способом заливки в форме стержня с запрессованными (а на 110 кВ с собранными) на его концах фланцами. Фланцы изоляторов — стальные с защитным покрытием горячим цинком толщиной не менее 100мкм.

Современные технологии позволяют наносить защитную оболочку. При этом обеспечивается химическая сшивка резины со стержнем, за счет чего повышается качество герметизации оболочки, и границы ее раздела со стержнем.

Такое исполнение допускает более высокие механические напряжения, обеспечивая при этом отсутствие склонности к хрупкому излому и падению изолятора, ударопрочность, более надежную заделку фланцев, удовлетворительную работу тела изолятора в сложнонапряженном состоянии и повышенную стойкость внешней изоляции при работе в загрязненной атмосфере.

Для обеспечения упомянутых свойств при разработке тщательно выбирались разные варианты конструкция, отрабатывалась технология, выбирались исходные материалы и, как следующий этап, выбранные решения подтверждались испытаниями.

Особое внимание было обращено на достижение механической прочности на изгиб и кручение, что было достигнуто прежде всего выбором стеклопластиковых стержней с заданными свойствами, параметрами и выбором способа закрепления фланцев на стержне. С поставщиками были подписаны соответствующие технические условия, оговаривающие стабильные прочностные и электрические параметры стержней при их повышенной механической стойкости.

Проводится сплошной входной контроль и испытания образцов от каждого стержня на подтверждение электрической прочности на пробой (не менее 4 кВ/мм). Плотность и непроницаемость тела стержня подтверждаются результатами испытаний на проникновение спиртового раствора фуксина на образце стержня высотой 10 мм. Время проникновения раствора на высоту образца составляет в худшем случае 20—30 минут (при норме 15 минут), а в большинстве случаев проникновение вообще не происходит.

В этом плане хотелось бы отметить предприятие «АПАТЕК» (Дубна) за поставку стержней со стабильными характеристиками.

Заделка фланцев на предварительно просушенный и герметизированный с обоих концов стержень, обеспечивает герметизацию внутренней части изолятора, находящуюся под кремнийорганической «рубашкой», что исключает влияние климатических факторов на его электрическую прочность. Применение стеклопластикового стержня вместо трубы и монолитная, вместо клееных ребер, внешняя оболочка исключает проблемы внутренней полости изолятора (трубы) и обеспечивает герметичность защитной оболочки изолятора. Отработка исполнения узла крепления и конфигурации оконцвателей велась очень тщательно, и каждый раз подвергалась испытаниям.

Внешняя кремнийорганическая цельнолитая оболочка, является основой внешней электрической изоляции. Она же предохраняет стеклопластиковый стержень от влияния внешних климатических факторов.

Высокие электрические, трекингостойкие и гидрофобные свойства кремнийорганической резины и дали основание на ее применение в полимерной изоляции. Поверхность изоляционной части изолятора должна быть обязательно гидрофобна в состоянии поставки. При этом гидрофобность обеспечивает грязестокость внешней изоляции и электрическую прочность изоляции на 15—20% выше, чем у фарфоровых изоляторов.

Полученные положительные результаты испытаний на стойкость к солнечному излучению, стойкость к воспламенению и электрической дуге и определили применение кремнийорганической композиции в качестве внешней изолирующей оболочки изоляторов ООО «Полимеризолятор».

Особое внимание уделялось вопросу испытаний изоляторов.

В аккредитованных и сертифицированных центрах г Великие Луки (ИЦ «ЗЭТО»), Санкт-Петербурга (ИЦ ГУП ВЭИ, НИИПТ) и Москвы (НИИ ВВА) выполнен большой объем приемочных испытаний изоляторов класса напряжения 10—110 кВ.

Учитывая проведенный анализ конструкции, при составлении программы испытаний была принята следующая последовательность ее выполнения для изоляторов на класс напряжения 110 кВ: 

Испытания в составе разъединителя и испытания на отдельных изоляторах.

В составе разъединителя проводились следующие испытания:

  • Испытания в условиях гололеда при толщине корки льда до 22 мм — выполнено несколько циклов «В-О» с имитацией механической нагрузки на изоляторы от тяжелых проводов.
  • Испытания на механическую износостойкость с имитацией механической нагрузки на изоляторы от тяжелых проводов.
  • Испытания на стойкость при сквозных ТКЗ (ударный ток и ток термической стойкости разъединителя).
  • Испытания электрической прочности импульсным напряжением грозового разряда и переменным кратковременным напряжением промышленной частоты в сухом состоянии и под дождем.

Осмотр изоляторов после вышеперечисленных испытаний подтвердил их целостность и функциональную пригодность. Далее была выполнена дальнейшая наработка циклов «В-О» в составе разъединителя до 10 000 циклов в части подтверждения механического ресурса в соответствии с ГОСТ 689 на разъединители.

Дальнейшие, и параллельные с вышеперечисленными испытания проводились на отдельных изоляторах.

Изоляторы выдержали квалификационные испытания по следующим показателям:

  • Масса.
  • Габаритные м присоединительные размеры (при разработке были учтены варианты взаимосвязи в отношении раннее выпускавшихся фарфоровых изоляторов серии ИОС и С).
  • Длина пути утечки.
  • Испытательное напряжение промышленной частоты в сухом состоянии и под дождем.
  • Испытательное напряжение грозового импульса.
  • 50% разрядное напряжение промышленной частоты в загрязненном и увлажненном состоянии.
  • Стойкость к солнечному излучению.
  • Стойкость к динамическому воздействию пыли.
  • Трекингоэррозийная стойкость.
  • Термомеханическая стойкость.
  • Кратковременная минимальная разрушающая сила при изгибе.
  • Минимальный крутящий разрушающий момент.
  • Деформация при изгибе в случае воздействия эксплуатационной нагрузки.
  • Угол закручивания при приложении эксплуатационного крутящего момента.
  • Стойкость к проникновению влаги.
  • Стойкость к электрической дуге.
  • Минимальное разрушающее усилии на изгиб в течении 30 лет (P min 30).

Обычно, механическая прочность нагруженных композитных изоляторов со временем уменьшается. Это уменьшение зависит от величины и длительности нагрузки. Для построения графика и определения наклона прямой «сила-время» изолятор испытывается на воздействие нагрузок разрешенных, 0,9 от разрешенных и 07, от разрешенных. С последующим использованием метода статистической обработки результатов испытаний.

Кратковременная разрушающая сила определилась по результатам испытаний 3-х изоляторов с усиленным вариантом нижних фланцев. Способ приложения нагрузки по ГОСТ 26093, при этом время нагружения изолятора до разрушения составляло не менее 1 минуты.

Изоляторы выдержали испытания, поскольку прогнозируемая минимальная разрушающая сила оказалась не менее нормированного значения.

Далее были проведены следующие испытания:

  • Стойкость к воспламенению.
  • Проникновение красящей жидкости.
  • Стойкость к диффузии воды.
  • Допустимый уровень частичных разрядов.
  • Испытания на вибростойкость.
  • Собственная частота колебаний.
  • Испытания на радиопомехи.
  • Испытания на транспортирование.

Хотелось бы особо отметить из вышеперчисленного перечня серьезный подход к испытаниям на стойкость к проникновению влаги.

Изоляторы помещались в емкость с кипящей деионизированной водой с добавлением NaCI на 24 часа. После кипячения изоляторы оставлялись в емкости до охлаждения раствора до +50 C и выдерживались при этой температуре до начала контрольных испытаний.

Затем были проведены проверочные испытания импульсным напряжением с крутым фронтом, далее — определено напряжение перекрытия напряжением промышленной частоты, которое оказалось практически равным напряжению перекрытия в сухом состоянии.

В заключении изоляторы были испытаны переменным напряжением, равным 80% от разрядного, в течении 30 минут. Результаты испытаний – положительные.

Исходя из вышеизложенного, можно полагать, что с полимерными изоляторами значительно меньше проблем, чем с фарфоровыми. Для более полной характеристики хотелось бы отметить их преимущества и особенности. Эти преимущества общеизвестны:

  • Высокая прочность при изгибе и кручении.
  • Высокие разрядные характеристики.
  • Высокая гидрофобность поверхности даже в загрязненном состоянии. Это уникальное свойство кремнийорганики — передача гидрофобности на слой поверхностных загрязнений, которая обеспечивает низкие токи утечки и высокие разрядные характеристики в условиях загрязнения и увлажнения.
  • Высокая стойкость к ударным и электромеханическим нагрузкам.
  • Высокая сейсмостойкость и вибростойкость.
  • Высокая сопротивляемость к актам вандализма.
  • Малый вес.
  • Низкие расходы на транспортировку, отсутствие боя.
  • Нормируемый срок эксплуатации — 30 лет.
  • Низкие расходы при монтаже и эксплуатации (это : отсутствие необходимости в регламентных работах по защите цементных швов от влаги, отсутствие необходимости в обмывке изоляции на протяжении всего срока службы при установке в рекомендуемые зоны загрязнения).
  • Конструкция изолятора не допускает хрупкого излома и падения.

Благодаря перечисленным преимуществам, применение полимерных изоляторов позволяет значительно повысить надежность и безопасность эксплуатации оборудования.

Разработка и освоение полимерных изоляторов велась и ведется многими фирмами. Особенности и преимущества фирмы ООО «Полимеризолятор» состоит в том, что в конструкции применено оптимальное конструктивное решение самого слабого узла — стыка оконцевателя и оболочки.

Это решение существенно повышает надежность и долговечность изолятора и соответствует мировому уровню.

Кроме этого:

  • Последовательное изменение толщины внешней оболочки защищает более напряженные области.
  • Самая чувствительная зона — стык — защищена силиконом.
  • Выбрана оптимальная геометрия ребер.
  • Прочная адгезия горячей вулканизации обеспечивает гермитизацию стыка в течение всего срока службы.
  • Оконцеватель спроектирован для наибольшего снижения напряженности, в результате чего улучшено распределение электрического поля в заделке по сравнению с традиционной схемой.

Разработки ООО «Полимеризолятор» приняты межведомственной комиссией РАО «ЕЭС России» и рекомендованы к применению.

Изделия сертифицированы в системе «Энергосерт» и поставляются на объекты электроэнергетики.

В плане дальнейших разработок и совершенствования конструкций полимерных изоляторов основное внимание мы уделяем следующим вопросам:

  • Совершенствование технологии изготовления изоляторов с целью снижения их ценовых показателей. На ООО «Полимеризолятор» это реализуется путем применения высокопроизводительных машин инжекционного прессования немецкой фирмы «DESMA». Это, прежде всего, касается изоляторов на класс напряжения 110 кВ в части технологии нанесения монолитной оболочки из кремнийорганической резины. Как следствие возрастает и производительность (до 1000) изоляторов в месяц.
  • Разработка новых конструкций полимерных изоляторов: линейных на классы напряжения до 500 кВ и опорных, обладающих повышенной жесткостью для применения в составе разъединителей на класс напряжения 220 кВ.
  • Разработки и подготовка производства полимерных изоляторов для железных дорог.

Источник: Исполнительный директор: Токарев Ю. Д.

👉 Подписывайтесь на Elec.ru. Мы есть в Телеграм, ВКонтакте и Одноклассниках

Информация о компании

ООО «Курс» — многопрофильный поставщик промышленного оборудования по всей России и в страны ЕАЭС. Компания основана в 1991 году и за время своей работы завоевала доверие ряда крупнейших отечественных производителей. В частности, уже многие годы является официальным представителем великолукского завода электротехнического оборудования ЗАО «ЗЭТО». «Курс» сотрудничает также с такими с предприятиями, как «Тюменский аккумуляторный завод», курский завод «Аккумулятор», ПК «Пневмостройтехника»,…
Читайте также
Новости по теме
Объявления по теме

ПРОДАМ: Проходные изоляторы

Для безопасной прокладки токоведущих элементов через стену или перекрытие, в том числе и для изоляции вводов в трансформаторных установках, электрических двигателей и генераторов применяют проходные изоляторы. Сегодня широко используются элементы из полимерных материалов. В отличие от фарфоровых они имеют лучшие показатели по стойкости к агрессивной среде, загрязнению и механическим нагрузкам. Среди основных свойств также можно выделить пластичность - при критических нагрузках данный элемент не разрушается, а деформируется. В результате не происходит падения шин, что положительно сказывается на статистике травматизма персонала. Наша компания с 2005 года профессионально решает задачи на электротехническом рынке в области поставок низковольтного оборудования партнерам по всей России. Сегодня "Элснаб" является крупнейшим дистрибьютором и сервис-партнером чешского завода OEZ (Siemens AG) в России. Наши технические специалисты проводят обучающие семинары и презентации по всему оборудованию, осуществляют полную техническую поддержку и сервисное обслуживание. Электротехническое оборудование "Элснаб" приобретают крупнейшие предприятия и организации страны, работающие в различных отраслях хозяйства: электроэнергетике, атомной, лесной и химической промышленности, агропромышленном комплексе, машиностроении и судостроении, сферах связи и IT. Тщательно продуманная логистика, высокий сервис, надежные поставки, оперативная обработка клиентских запросов - все эти исключительные качества «Элснаб» помогают нашим партнерам реализовать крупные проекты и решать важные задачи в области электротехники. Благодаря собственному складу и сотрудничеству с ведущими транспортными компаниями, мы обеспечиваем быструю отгрузку и высокую скорость поставок в любой регион страны.
Отдел продаж · Элснаб · 26 марта · Россия · г Москва
Проходные изоляторы

ПРОДАМ: Изоляторы ШТИЗ-20Г

— Стеклянные изоляторы не стареют и имеют высокую степень надежности, в теле изолятора со временем не появляются микротрещины, что исключает пробои и частый выход из строя, а также пробои тока на землю. — В случае пробоя стеклянного изолятора достаточно визуального обнаружения, что позволяет легко идентифицировать и заменить поврежденный изолятор. При выходе из строя фарфорового изолятора необходимо отключать линию и проверять каждый изолятор на предмет пробоя. — Стеклянные изоляторы исключают возможность потери электроэнергии. Утечка электроэнергии у стеклянных изоляторов через микротрещины на землю полностью исключена в отличие от фарфоровых. — При пробое, изоляторы, изготовленные из обычного закаленного стекла взрываются на мелкие осколки и происходит падение провода, а изоляторы, изготовленные из отожженного термостойкого стекла марки С-9 не взрываются и не происходит падение провода, так как разрушение происходит без взрыва Звоните по телефону
Отдел продаж · Фарфор-Электро · Вчера · Россия · г Москва
Фарфор-Электро, ООО

ПРОДАМ: Изоляторы линейные подвесные полимерные типа ЛК 70/20

Линейные подвесные стержневые цельнолитые полимерные (кремнийорганические) изоляторы типа ЛК 70/20-И (ИУ) предназначены для крепления и изоляции неизолированных и защищенных проводов ВЛ переменного тока напряжением 10-20 кВ частотой до 100 Гц при температуре окружающего воздуха от -60 до +500С. ЛК 70/20-ИУ-2 СП (СС) ЛК 70/20-И-2 СП (СС) ЛК 70/20-И-3 СП (СС) ЛК 70/20-И-4 СП (СС) ЛК 70/20-ИУ-3 СП (СС) ЛК 70/20-ИУ-4 СП (СС) Стоимость товара может меняться, в зависимости от наличия, поставщиков. Актуальная стоимость на продукцию — по запросу на эл.почту или по телефону.
Евроинсталл Красноярск · ЕВРОИНСТАЛЛ · Сегодня · Россия · Красноярский край
Изоляторы линейные подвесные полимерные типа ЛК 70/20

ПРОДАМ: Полимерные изоляторы УХЛ1

НТЦ ЭНЕРГО-РЕСУРС освоил производство изоляторов в климатическом исполнении УХЛ1 по ГОСТ 15150-69. Литые полимерные изоляторы опорного и проходного типа на базе эпоксидного компаунда являются эффективным вариантом для комплектации распределительных устройств электрических сетей с номинальным напряжением до 35 кВ. Изоляторы из эпоксидного компаунда являются альтернативой традиционным фарфоровым изоляторам. Полимерные изоляторы характеризуются высокими физико-механическими характеристиками, прочностью и длительным ресурсом при небольших габаритах и массе. Уникальная компоновка обеспечивает не только надежность несущей конструкции, но и герметичность изделия, что минимизирует необходимость обслуживания. Стандартно опорные и проходные изоляторы из эпоксидного компаунда производятся в категории климатического исполнения УХЛ2.1, что обусловлено свойствами эпоксидной смолы — незащищенная эпоксидная смола плохо переносит солнечный свет (УФ излучение). Спустя примерно шесть месяцев нахождения под ярким солнечным светом начинается ее распад и со временем начинается меление и неизбежное ее разрушение с потерей всех физических свойств. Решение проблемы лежит в защите изделия при помощи краски и лака, содержащих УФ защиту. С настоящего времени принимаются заказы на изготовление опорных и проходных изолятов из нашего модельного ряда в исполнении УХЛ1 по ГОСТ 15150-69. Размер партии и стоимость расчитываются в индивидуальном порядке. Каждый изолятор проходит приемо-сдаточные испытания повышенным напряжением, визуальный контроль, измерительный контроль, контроль качества закладных элементов.
Нтц Энергоресурс · ООО «НТЦ Энерго-Ресурс» · 2 марта · Россия · Московская обл
Полимерные изоляторы УХЛ1

ПРОДАМ: Изоляторы А-632, ОФП-1, ОФП-2, РО-1, РШ-4 всегда в наличии

Рады предложить Вам линейные изоляторы А-632, ОФП-1, ОФП-2, РО-1, РШ-4, которые всегда в наличии на складе. Также из наличия и другие различные низковольтные изоляторы: 2128, 2830, 2301, К-263, 1926 (3758), 1927 (3759), 3110, 3111, 5003 (1936), 5004 (1937), 3996, 4007, 4907, 3709, 7157. ООО "Электрофарфор" предлагает широкий ассортимент продукции: - Изоляторы фарфоровые и полимерные: штыревые ШФ-10, ШФ-20, ШФ-35, ТФ-12, ТФ-16, ТФ-20, ШС-10, ШС-20 подвесные ПС-70, ПСД-70, ПС-120, ПС-160, ПС-210, ПС-300, ПСВ-120, ПСВ-160 опорные ИО-1, ИО-6, ИО-10, ИОР-6, ИОР-10, 2820, ОФР, ОНШ, СА-3, СА-3/6 проходные ИПУ-10, ИП-6, ИП-10, ИП-20, ИП-35, ПМА железнодорожные ФСФ, НСФ, КСФ такелажные ИТ-30, ИТ-40,ИТ-70, ИТО низковольтные А-632, ОФП-1, ОФП-2, РО-1, бусы фарфоровые БФЦ и БФЧ, ТУГи для трансформаторных вводов ИПТ, ПТ тяги изолирующие ИТГ и ИТГР полимерные ШП, ШПУ, ЛК, ОСК, ОЛК, ИППУ, ИПП, ИОРП и другие - Колпачки и крюки к изоляторам - Разъединители РЛНД, РЛК, РВ, РВО, РВЗ, РВФ, РВФЗ и другие - Ограничители перенапряжения ОПН - Выключатели нагрузки ВНР, ВНА, ВНП - Разрядники РВО, РВН, РДИП, РДИМ, РВС - Рубильники РПС, РПЦ, РБ, РПБ, РС, РЦ - Предохранители высоковольтные ПН, ПТ, ПЭ, ПКТ,ПКН, ПКЭ и комплектующие - Предохранители низковольтные ПН-2, ППН и комплектующие - Электропатроны Е-14, Е-27, Е-40 - Металлоконструкции для ЛЭП: траверсы, хомуты, кронштейны, оголовки, надставки, узлы крепления, заземляющие проводники, штыри и прочие - Линейная сцепная арматура: зажимы, ушки, серьги, скобы, промзвенья, гасители и другие - Арматура для СИП отечественного и импортного производства - Средства защиты: коврик диэлектрический, боты, галоши диэлектрические - Средства для подъема на опоры. Лента сигнальная. - Комплектные трансформаторные подстанции КТП. Трансформаторы ТМ и ТМГ - Кабельная-проводниковая продукция - Опоры СВ и другую продукцию-более 1500 наименований, которые всегда присутствуют на складе! Устойчивые партнерские...
Старшов Александр · Электрофарфор · Сегодня · Россия · Московская обл
Изоляторы А-632, ОФП-1, ОФП-2, РО-1, РШ-4 всегда в наличии
Российский производитель и бренд низковольтной аппаратуры: электрооборудования для ввода, распределения и учета электричества, локальной автоматизации технологических процессов, а также комплексных энергоэффективных решений для любой отрасли индустрии.