IZOLATORI I IZOLACIJA U "KLASIČNIM" VISOKONAPONSKIM POSTROJENJIMA

U "KLASIČNIM" (VN) postrojenjima, kako OTVORENIM (na otvorenom prostoru) tako i ZATVORENIM (u zatvorenom prostoru) koriste se GOLI provodnici. Osnovna IZOLACIJA u takvim postrojenjima je VAZDUH. Gole provodnike u mehaničkom smislu drže razne vrste IZOLATORA. Izolatori i izolacija u (VN) postrojenjima biraju se u skladu sa STEPENOM IZOLACIJE POSTROJENJA I OPREME. Stepen izolacije važi za POSTROJENJE, ali i za svaki pojedinačni ugrađeni ELEMENT postrojenja, koji je proizveden fabrički. Stepene izolacije za postrojenja različitih nominalnih napona definiše PROPIS i dati su u tabeli 1.

Tabela 1nomilnalni napon postrojenja

(KV)

stepen izolacije

najviši pogonski napon

(KV)

podnosivi napon (KV) minimalni razmak

(mm)50 Hz, 1min po kiši

udarni 1,2/50µs po suvom

3610203560110110220220400400

Si 3,6Si 7,2Si 12Si 24Si 38Si 72,5Si 123Si 123sSi 245Si 245s1Si 420s2Si 420s3

3,6 7,2 12 24 38 72,5 123 123 245 245 420 420

1622285070140230185460395630630

456075125170325550450105090015501425

609012022032063011509202300196033003050

je MINIMALNO rastojanje između dva provodnika pod naponom i provodnika pod naponom i uzemljenih provodnika ili uzemljenih delova postrojenja. Indeks "s" označava smanjen stepen izolacije koji se koristi za postrojenja u direktno uzemljenim mrežama. Rastojanja iz tabele 1 važe za nadmorsku visinu DO 1000m. Za nadmorske visine veće od 1000m minimalna rastojanja treba korigovati izrazom: =

, gde su: h(m) 1000m-nadmorska visina;

-minimalno rastojanje (razmak) iz tabele 1.

Pored minimalnih rastojanja ( ) iz tabele 1, propis definiše i:

MINIMALNU VISINU neizolovanih provodnika od tla: =220+ (cm) 250cm ,

MINIMALNU ŠIRINU prolaza (hodnika) između ćelija u zatvorenim postrojenjima:

-pri JEDNOREDNOM rasporedu ćelija a=80cm ako se ćelije samo nadgledaju i a=100cm ako se vrši rukovanje aparatima,-pri DVOREDNOM rasporedu ćelija a=100cm ako se ćelije samo nadgledaju i a=120cm ako se vrši rukovanje aparatima. Navedena rastojanja važe za postrojenja izolovana VAZDUHOM. Za postrojenja izolovana SF6 gasom važe znatno manja rastojanja.

IZOLATORI

Za nošenje i fiksiranje provodnika u vazduhom izolovanim postrojenjima koristi se nekoliko tipova IZOLATORA. U ZATVORENIM postrojenjima nominalnih napona (

35kV) koriste se izolatori za UNUTRAŠNJU montažu. Danas su to uglavnom izolatori od EPOKSIDNIH smola. U OTVORENIM postrojenjima nominalnih napona (110kV) koriste se izolatori za SPOLJAŠNJU montažu. Koriste se PORCELANSKI, STAKLENI i SILIKONSKI izolatori.

POTPORNI IZOLATORI nose sabirnice i druge neizolovane provodnike. Oni izoluju provodnik od okoline i preuzimaju sile koje deluju na provodnik. Potporni izolatori za unutrašnju montažu i ( 35kV) prave se od epoksidne smole (araldita). Obično su u obliku zarubljene kupe sa glatkom površinom (bez rebara), mada se rade i sa rebrima za produžavanje strujne staze (koriste se u zagađenim industrijskim pogonima). Potporni izolatori za spoljašnju montažu i ( 35kV) prave se od PORCELANA, EPOKSIDNIH SMOLA i u poslednje vreme od SILIKONA sa teflonskom presvlakom. Na (sl.1) prikazano je nekoloko tipova niskonaponskih (1kV) potpornih izolatora od epoksidne smole. U (VN) postrojenjima postoji potreba za razvodom instalacije niskog napona i KOMANDNIH naizmeničnih i jednosmernih napona. Za te svrhe koriste se NISKONAPONSKI potporni izolatori. Na (sl.2) prikazane su konstrukcije potpornih epoksidnih izolatora (12 do 38)kV za unutrašnju (UM) i spoljašnju (SM) montažu. Na(sl.3) prikazan je silikonski potporni izolator.

Sl.1 Epoksidni niskonaponski (1kV) potporni izolatori

a) UM b) UM c) SM d) SM e) SM

Sl.2 Potporni epoksidni izolatori za do 35kV

Sl.3 Silikonski potporni izolator za nominalni napon do 24kV. Prikazan je u horizontalnom položaju zbog uštede prostora! Normalan položaj je vertikalan.

U postrojenjima najviših napona ( 110kV) koriste se porcelanski potporni izolatori za napone reda (70 do 100)kV, čijim se vezivanjem u niz dobija izolatorska BATERIJA za željeni naponski nivo. Takav izolator prikazan je na (sl.24-poglavlje 9) kao deo (VN) dvoizolatorskog rastavljača.

MEHANIČKA PROVERA POTPORNIH IZOLATORA

Za potporne izolatore definiše se prekidna sila ( ), kao sila koja ga lomi kada deluje na njegovu gornju ivicu. Na provodnik vezan za srednji izolator dva susedna raspona

sabirnica (sl.4a) deluje sila: F= ,gde su:

, -dužine susednih raspona; (N)-podužna sila na provodnik sabirnice;

-dinamički koeficijent koji uzima u obzir promenljivost elektromagnetske sile F. Za

tropolni kratak spoj je 1 <2,7 . Za dvopolni kratak spoj je 1 <1,8 . Provodnik ima konačne dimenzije. Između provodnika i izolatora može biti stavljena podloška. Zato

silu na provodnik treba svesti na gornju ivicu izolatora (sl.4b):

.Izolator u mehaničkom smisluzadovoljava ako je: .

Sl.4 Određivanje sile koja deluje na provodnik i izolator

PROVODNI IZOLATORI koriste se za PROVLAČENJE provodnika kroz zidove zgrade postrojenja, kroz zidove limenih ćelija i zidove sudova "kazana" energetskih transformatora, naponskih i strujnih transformatora,kondenzatora i druge opreme koja se koristi u postrojenju. Oni izoluju provodnik od ZIDA i preuzimaju sile koje deluju na

provodnik. Provodni izolatori za unutrašnju montažu i vezu spolja-unutra i napon

35kV prave se od araldita. Provodni izolatori za spoljašnju montažu i ( 110kV) prave se od PORCELANA.

a) b)

c) d)Sl.5 Aralditni provodni izolatori: a) i b) za unutrašnju montažu i do 38kV;

c) za spoljašnju montažu i do 38kV; d) (NN) za vezu spolja-unutra.

Na (sl.5) prikazano je nekoloko tipova niskonaponskih (1kV) i srednjenaponskih (do 38)kV provodnih izolatora od epoksidne smole za unutrašnju i spoljašnju montažu. Provodni izolatori za unutrašnju montažu (sl.5a,b) NEMAJU sopstveni provodnik. Kroz njih se provlači izabrani provodnik sabirnice. Provodni izolatori za spoljašnju montažu IMAJU sopstveni provodnik. Na (sl.6) prikazan je porcelanski provodni izolator za 110kV.

Sl.6 Porcelanski provodni izolator za 110kV.

MEHANIČKA PROVERA PROVODNIH IZOLATORA

Za provodne izolatore definiše se prekidna sila ( ), kao sila koja ga lomi kada deluje na njegovu gornju ivicu. Na provodnik vezan za jedan kraj provodnig izolatora

(sl.7) deluje sila: , gde su: l-dužina raspona sabirnice oslonjenog na

potporni i provodni izolator; -visina izolatora od zida do priključka; (N)-podužna sila na provodnik sabirnice. Izolator u mehaničkom smislu zadovoljava ako je:

.

Sl.7 Određivanje sile koja deluje na provodnik i izolator ;1-provodnik sabirnice 2-potporni izolator; 3-provodni izolator; 4-zid.

KARAKTERISTIČNI POKAZATELJI POTPORNIH I PROVODNIH IZOLATORA

-nominalni napon definiše postrojenje u kome se može ugraditi.

-nominalna struja (za provodne izolatore sa sopstvenim provodnikom).

-jednosekundna termička struja definiše DOZVOLJENI toplotni impulas provodnog

izplatora sa sopstvenim provodnikom ( =( )21s). -nominalna udarna (dinamička)

struja (samo za provodne izolatore sa sopstvenim provodnikom). -prelomna sila , deluje normalno na osu izolatora i kida ga.

Oblast primene i termički opseg određuje da li je za spoljašnju ili unutrašnju montažu i dozvoljeni temperaturski opseg.

KRITERIJUMI ZA IZBOR POTPORNIH I PROVODNIH IZOLATORA

Kriterijumi za izbor izolatora sažeti su u tabeli 2.

Tabela 2Pokazatelj postrojenja Pokazatelj izolatora kriterijum

*

*

*

*druga,treća i četvrta vrsta odnose se samo na provodne izolatore sa sopstvenim provodnikom

VISEĆI (ZATEZNI) IZOLATORI služe za NOŠENJE užastih sabirnica i ukrućenje

spojnih provodnika u postrojenju. Od ovih izolatora formiraju se izolatorski LANCI za odgovarajući napon. VISEĆI ili ZATEZNI (na nosećim stubovima dalekovoda su viseći a u postrojenjima su uglavnom zatezni) izolatori sreću se kao:

MASIVNI , ŠTAPNI , KAPASTI i SILIKONSKI . Masivni i štapni rade se od PORCELANA, kapasti od PORCELANA i STAKLA a silikonski od SILIKONA armiranih staklenim vlaknima i TEFLONSKOG površinskog sloja. Na (sl.8) prikazane su najčešće varijante ovih izolatora.

a) b) c) d)

e)

f)

Sl.8 Zatezni (viseći) izolatori: a) i b) MASIVNI; c) ŠTAPNI; d) KAPASTIe) jednostruki SILIKONSKI za 24kV i f) dvostruki SILIKONSKI za 24kV

g)