Эволюция полимерных изоляторов

История применения подвесных изоляторов на высоковольтных линиях электропередачи имеет опыт трех поколений линейных изоляторов: фарфоровых, стеклянных и полимерных.

Каждое поколение подвесных изоляторов становилось результатом длительных поисков новых решений в области изоляционных материалов, конструкций и технологий изготовления.

Сегодня очевидно, что полимерные подвесные изоляторы имеют ряд важных преимуществ по сравнению с фарфоровыми и стеклянными:

1. Разрядное напряжение грозового импульса на 15% выше;
2. При растяжении выдерживают большую на 30% разрушающую нагрузку;
3. Масса в 10 раз, а трудоемкость монтажа на линиях электропередачи в 3 раза меньше;
4. Живучесть при механических (вандальных) воздействиях на много порядков выше, отсутствует бой при транспортировке;
5. При доставке на любые расстояния транспортные расходы уменьшаются в 7 раз;
6. Низкий уровень радиопомех;
7. Высокие влагоразрядные характеристики в условиях загрязнения.

Совершенство полимерных изоляторов также было отмечено тремя поколениями:

1. Изоляторы с клееной («шашлычной») кремнийорганической оболочкой;
2. Изоляторы с цельнолитой кремнийорганической оболочкой;
3. Изоляторы с цельнолитой кремнийорганической оболочкой и защитой от проникновения влаги самого слабого узла – входа стержня в оконцеватель.

На сегодняшний день единственным производителем полимерных изоляторов III поколения в России является ЗАО «ИНСТА» - производственное объединение, специализирующееся на разработке и производстве современных высоковольтных изоляторов.

ФАРФОРОВЫЕ ИЗОЛЯТОРЫ ТИПА ПФ . Недостатки:

1. Большая масса (от 9 до 27 кг для ВЛ 10-35 кВ в районах 1-4 СЗ);
2. Низкая надежность (отказы 10-2 1/год);
3. Низкая стойкость к загрязнениям;
4. Высокая вероятность разрушения «пробитых» изоляторов с расцеплением гирлянды при перекрытии (до 100%);
5. Высокая трудоемкость инструментальной деффектовки в процессе эксплуатации;
6. Высокие потери при транспортировке, монтаже и эксплуатации из-за низкой ударопрочности;
7. Высокие трудозатраты при сборке гирлянд.

СТЕКЛЯННЫЕ ИЗОЛЯТОРЫ ТИПА ПС . Что удалось:

1. Уменьшили массу (до 7-23 кг для ВЛ 10-35 кВ в районах 1-4 СЗ);
2. Повысили надежность (отказы 10-3 1/год);
3. Уменьшили вероятность разрушения «пробитых» изоляторов с расцеплением гирлянды при перекрытиях (~30%);
4. Инструментальный контроль в эксплуатации заменили на визуальный.

ПОЛИМЕРНЫЕ ИЗОЛЯТОРЫ С КЛЕЕНОЙ («шашлычной») КРЕМНИЙОРГАНИЧЕСКОЙ ОБОЛОЧКОЙ . Что удалось:

1. Уменьшили массу (до 1-2,5 кг для ВЛ 10-35 кВ в районах 1-4 СЗ);
2. Повысили надежность (отказы 10-4 1/год);
3. Исключили потери при транспортировке, монтаже и эксплуатации за счет стойкости к ударам (в том числе – вандальным);
4. Исключили необходимость сборки гирлянд;
5. Обеспечили большую электрическую прочность при загрязнении за счет гидрофобности оболочки.

Недостатки:

1. Большое число потенциально «слабых» мест при ручной сборке оболочки – стыки между ребрами, ребрами и стержнем и оконцевателями. В обоих случаях при нарушении целостности клеевых швов возможно проникновение влаги в тело изолятора, что приводит к разрушению изолятора;
2. Большая (в 1,5-1,7 раза для ВЛ 10-35 кВ в районах 1-2СЗ) строительная высота по сравнению с гирляндами.

ПОЛИМЕРНЫЕ ИЗОЛЯТОРЫ С ЦЕЛЬНОЛИТОЙ КРЕМНИЙОРГАНИЧЕСКОЙ ОБОЛОЧКОЙ . Что удалось:

1. Увеличилась надежность (отказы 10-5 1/год). Этого удалось достичь исключив из конструкции изолятора большое количество клеевых швов.

Недостатки:

1. Вопрос надежной герметизации узла сопряжения «оболочка – стержень - оконцеватель»;
2. Большая строительная высота по сравнению с гирляндами для ВЛ 10-35 кВ в районах 1-2 СЗ.

ПОЛИМЕРНЫЕ ИЗОЛЯТОРЫ «ИНСТА» С ЦЕЛЬНОЛИТОЙ КРЕМНИЙОРГАНИЧЕСКОЙ ОБОЛОЧКОЙ И ЗАЩИТОЙ ОТ ПРОНИКНОВЕНИЯ ВЛАГИ САМОГО СЛАБОГО УЗЛА – ВХОДА СТЕРЖНЯ В ОКОНЦЕВАТЕЛЬ* . Что удалось:

1. Увеличилась надежность (отказы 10-6 1/год), срок службы 40 лет с вероятностью 0.999, гарантийный срок службы – 5 лет;
2. Снизить габаритную и строительную высоты изоляторов ВЛ 10-35 кВ на 20-25% без снижения электрических характеристик, что обеспечивается рациональным профилем оболочки и заходом защитной оболочки на оконцеватели. Это дает возможность заменять полимерными изоляторами «ИНСТА» стеклянные изоляторы типа ПС в составе изолирующих подвесок ВЛ 10-35 кВ без увеличения строительной высоты.

* изделия прошли всесторонние испытания в ИЦ ГУП ВЭИ им. Ленина, приняты межведомственной комиссией (МВК). Имеется сертификат соответствия ГОСТ-Р № РОСС RU.МВ04.Н00101 от 17.05.2006 г.