Анализ новых видов линейной изоляции для линий 0,4-20 кВ

Реструктуризация энергетической отрасли привела к самоустранению энергетиков от проектов создания и модернизации линейной изоляции для распределительных сетей напряжением 0,4-20 кВ, и эту нишу заняли заводы-изготовители линейной изоляции: ОАО «ПО Электросетьизоляция», ЗАО «МЗВА» и др. Что сегодня предлагают производители?

Новые разработки предприятий зачастую копируют зарубежные аналоги — с некоторыми изменениями и доработками, необходимыми для линий России. Такая ситуация довольно-таки опасна, поскольку потребителю предлагается большое количество хорошо разрекламированных видов изоляции для одной и той же функции, не имеющих опыта эксплуатации. Выбрать, что полезно и целесообразно из этой гаммы предложений, сложно; при этом вновь организованная структура МРСК не имеет пока своей системы сертификации нового продукта.

ЗАО «ЛЭП-Комплект» и другие компании сегодня предлагают для линий 6 и 10 кВ несколько видов линейной изоляции. Это полимерные изоляторы типа ОЛК 12,5-20, ЛОСК, ИШП-20А, ИШП-20Б. Новизна их в том, что изоляционный элемент изготовлен из полимера, и во время эксплуатации механические нагрузки от провода воздействуют на изоляционный элемент из кремнийорганической резины или стеклопластика, что обязательно скажется на механических характеристиках изолятора. К тому же, отсутствие методов испытания такой изоляции на долговечность увеличивает риск отказов при массовом их использовании.

Электрическая прочность кремнийорганической резины — 20 кВ/мм, фарфора — 25 кВ/мм и стекла — 30 кВ/мм, что ведет к значительному удорожанию полимерных изоляторов против массово применяемых изоляторов ШФ10Г, ШФ20Г, ШС10Д при достижении одинаковых характеристик на электрическую прочность. Но, самое главное, не устраняется основной недостаток фарфоровых и стеклянных изоляторов из отожженного стекла — это сложность обнаружения пробитого изолятора.

Применение опорных линейных фарфоровых изоляторов типа ОФЛ в качестве линейной изоляции и изолированных траверс в моноблоках для линий 6-10 кВ снизит их надежность из-за возможности поломки керамического стержня в месте крепления к траверсе или опоре. Линейный изолятор такой конструкции непробиваем, но обладает низкой механической прочностью, т. к. фарфоровому элементу во время эксплуатации приходится работать на изгиб.

Практика эксплуатации опорно-стержневых фарфоровых изоляторов на 35-110 кВ показала, что частый выход их из строя (разрушение в районе нижнего фланца) случается из-за быстрого старения керамического материала. Для выхода из сложной ситуации ОАО «ФСК ЕЭС» была разработана и находится в стадии реализации программа по замене опорно-стержневых фарфоровых изоляторов на ЛЭП и подстанциях на новые, из высокоглиноземистого фарфора или полимера.

Стеклопластиковый стержень в силу своей конструкции предназначен для использования при применении к нему нагрузки вдоль оси на растяжник и не предназначен для работы на изгиб и сжатие. А в конструкциях ОЛК и ЛОСК стержень во время эксплуатации должен работать на изгиб и на сжатие.

Предлагаемые конструкции опор ООО «Спецавтоматикасервис» ( г. Москва) для строительства линий 6-10 кВ содержат в своих конструкциях опорно-штыревую изоляцию из фарфора или полимера, выполняющих функцию изолятора-траверса или просто изолятора для крепления провода. Данные конструкции защищены патентами, а, соответственно, якобы обладают новизной. Но любая новизна должна нести полезность. Данные же конструкции значительно дороже традиционных и обладают сомнительной надежностью, т.к. в них используются изоляторы, не проверенные временем.

Традиционные конструкции опор с применением металлических траверс и штыревых изоляторов имеют единственный недостаток: во время монтажа штыревых изоляторов строители применяют не соответствующий ГОСТу штырь, который во время эксплуатации гнется от воздействующих нагрузок. Устранив это несоответствие, мы имеем дешевые, надежные, проверенные жизнью изоляционные узлы ЛЭП 6-10 кВ. 

Штыревые фарфоровые изоляторы типа ШФ20Г, выпускаемые ОАО «Гжельский завод «Электроизолятор» для линий 6-10 кВ и другими производителями, не имеют претензий со стороны потребителей и по цене в несколько раз ниже полимерных и опорных линейных фарфоровых, что делает их на сегодняшний день выше всех по конкурентоспособности на ВЛ до 10 кВ. Для рынка также разработан и сертифицирован новый изолятор ШС10И — двухэлементный из закаленного стекла и фарфора.

Данная конструкция изолятора может применяться взамен существующих ШФ10Г, ШФ20Г, ШС10Д на линиях 6-10 кВ. 

Изолятор имеет повышенные механические и электрические характеристики и легко обнаруживается в случае пробоя изоляции, юбка из стекла разрушается, при этом провод остается на фарфоровом элементе. Также конструкция данного изолятора предусматривает наличие винтовой втулки, что обеспечивает легкость монтажа (накручивание изолятора на штырь).

При механических нагрузках во время эксплуатации фарфор и стекло работают на сжатие, а нагрузку воспринимает металлический штырь, что обеспечивает неповреждаемость изолятора.

Известно, что производители осваивают трехэлементный штыревой изолятор из закаленного стекла ШС30 (LS 175), который обладает увеличенной длиной пути утечки 700 мм и всеми теми же свойствами, что и изолятор ШС10И и может быть использован для линий до 30 кВ. Данная конструкция изолятора широко применяется в Европе, и наличие такого продукта в России позволит увеличить мощности распределительных линий за счет повышения их напряжения до 30 кВ. 

Предполагается, что будущее линейной изоляции для распределительных линий за изоляторами типа ШС10И и ШС30 (LS 175), которые дают возможность увеличить мощности передаваемой энергии и обеспечат необходимую надежность линий.

Владимир ГОЛОВИН,
технический директор ОАО «ЮАИЗ»