полимерные изоляторы
М.К.Ярмаркин
• 1. Тело изолятора
Тело изолятора
Схема процесса пултрузии
Рис. 3.1.
Стеклопластиковые профили, полученные пултрузией
Рис. 3.2.
Линия для протяжки профильных стеклопластиков
Рис.3.3
Склад профильных стеклопластиков
Рис.3.4
Образец стеклопластика высокого качества производства КНР на фоне цветной решётки.
Рис.4.1
Образцы прозрачного стеклопластика Taporel
Схема перекрёстной намотки
Рис.3.5
Рис.3.6
ТГФ-500 кВ ОАО «Электроаппарат»
ТГФ-500
ТГФ-500
Трансформатор тока 800 кВ
ОАО «Позитрон» намотка стеклотканью
ОАО «Позитрон» намотка стеклотканью
TAPOREL
ОПН 110 кВ и ОПН 10 кВ взрывобезопасного исполнения
Рис.3.7
•
Формирование взрывозащищенного корпуса ОПН по технологии фирмы «АВВ»: 1 – овальные элементы корпуса, несущие осевые и изгибающие нагрузки; 2 – пазы в металлических фланцах для укладки овалов; 3 – спиральная намотка с окнами для выхода взрывных газов Рис.3.8
• 2. Защитная оболочка
Оболочка
материалы
порёберная сборка
• Элемент защитного покрытия опорного изолятора 110 кВ типа ИОСПК и труба – тело изолятора (внешний диаметр 80 мм)
Элемент защитного покрытия опорного изолятора 110 кВ типа ИОСПК и труба – тело изолятора (внешний диаметр 80 мм) Рис.3.9
13-00
Литьё жидкой резиной LSR. 1, 2 – компоненты резиновой смеси; 3 – экструдер; 4 – форма; 5 – толкатель
Рис.3.10
Рис.3.11
Пример изготовления изделий из твёрдого силикона
Машины Критерии при выборе типа машины: • Форма изделия • Материал • Использование средств автоматизации Наши стандартные установки имеют нагревательные платы от 300 х 300 и до 1000 х 1700 мм и усилие замыкания от 500 кН до 20.000 кН.
Vertikale Spritzgießmaschine mit LSR-Dosieranlage
Horizontale Spritzgießmaschine
28
Стеклопластиковые стержни с гладким полимерным покрытием – заготовки для изготовления стержневых изоляторов ВЛ СВН. Рис.4.9
• •
Отдельное ребро для изоляторов ВЛ СВН, изготавливаемых методом порёберной сборки. Фрагмент стержневого изолятора ВЛ СВН с наклеенными рёбрами в момент опрессовки оконцевателя
Рис.4.11,4.12
Экструзионное нанесение спирального покрытия на изолирующий цилиндр Рис.3.12
Изолирующий цилиндр со спиральным оребрением Рис.3.13
ОБОЛОЧКА ВЫСОКОВОЛЬТНАЯ ИЗОЛЯЦИОННАЯ Разработаны и изготавливаются по прямым договорам комбинированные высоковольтные изоляционные оболочки для трансформаторов тока, трансформаторов напряжения, воздушных выключателей, высоковольтных конденсаторов и других высоковольтных аппаратов на рабочие напряжения до 500 кВ, имеющие спиральное силиконовое гидрофобное кремнийорганическое внешнее оребрение и высокопрочную полимерную основу (стеклоэпоксидная труба заданной формы). • Использование современных материалов и технологий позволяет изготавливать оболочки практически любого диаметра и длины. В том числе конические оболочки и оболочки более сложных форм • Присоединительные узлы оболочек изготавливаются по чертежам, согласовываемым с заказчиком. • Несущий элемент оболочки выполняется с необходимыми заказчику допустимыми поперечным и продольным механическими усилиями. Он может быть рассчитан на работу под необходимым давлением, как газа, так и жидкости (современные материалы позволяют работать с давлениями до 50 атмосфер). • Наше оборудование позволяет изготавливать оболочки с внутренним диаметром до 800 мм и длиной до 4-х метров. • Оболочки прошли квалификационные испытания, на них имеются утвержденные ТУ и сертификаты соответствия. Более подробную информацию и условия заключения договоров на поставку Вы можете получить по тел/факсу (495) 361-96-65, 361-92-29.
ла9250065
ла9260070
лалљ040090
Обр 07-1
Гидрофобность поверхности
Определение адгезии методом сдвига Рис.2.2
• •
3. Арматура 3.1 Линейные изоляторы
арматура
Различные типы оконцевателей стержневых изоляторов. Диаметр стержня 20 мм, минимальная разрушающая нагрузка 160 кН (ЗАО «Интеринвестизолятор»)
Рис.3.14
Образцы оконцевателей и экранной арматуры. Рис.4.4
Узел заделки ПИ класса 110 кВ в разрезе. Диаметр стеклопластикового стержня 14 мм, диаметр цилиндрической части металлической арматуры 30 мм.
Рис.4.5
Конструкция узла крепления стеклопластикового стержня с металлическим оконцевателем. a) расклинивание стержня b) применение цанги
Рис.4.2
Конструкция узла крепления стеклопластикового стержня с металлическим оконцевателем. a) применение разрезной гайки b) применение мягких прокладок.
Рис.4.3
Растрескивание стержня под действием неравномерного обжима: равномерная цилиндрическая опрессовка, шестигранная опрессовка Рис.3.15
Схема расслоения стержня при чрезмерном обжиме Рис.3.16
Конструкция оконцевателя с воронкообразным входом Рис.3.17
Конструкция оконцевателя изолятора класса 110 кВ с напрессованным тарельчатым экраном производства Рис.3.18 НПО «Изолятор»
•
Экранная арматура изолирующей оттяжки ОПН класса напряжения 500 кВ. Диаметр сечения тороида 25 мм
Рис.3.19
подавление короны
Структура электрического поля вблизи высоковольтной арматуры ПИ 110 кВ, изображённого на рис.4.1. 1 – арматура, 2 – стеклопластиковый стержень, 3 – защитное покрытие, 4 – эпюра распределения напряжённости электрического поля по поверхности арматуры, 5 – эпюра распределения напряжённости на границе раздела стеклопластика и резины, 6 – эпюра распределения напряжённости на поверхности резины в воздухе. Красным выделена граница раздела между защитным покрытием и металлом арматуры. Сетка 10х10 мм.
Рис.4.6
Рис.4.7 Структура электрического поля вблизи высоковольтной арматуры ПИ 110 кВ, изображённого на рис.3.18. Обозначения соответствуют рис.4.6. 7 – тарельчатый экран (габаритный диаметр 120 мм, радиус скругления кромки 6 мм), 8 – эпюра распределения электрического поля по поверхности
Рис.4.7
Структура электрического поля вблизи высоковольтной арматуры ПИ 110 кВ, изображённого на рис.3.17 Обозначения соответствуют рис.4.6.
Рис.4.8
08-06
Хрупкое разрушение
Плохая арматура
Защитные разрядники
• 3.2 Опорные изоляторы
Опорные изоляторы
Изгибающая нагрузка опорного изолятора и характерная линия излома нижнего фланца. A – A опасное сечение при изгибе
Рис.3.20
• • • • •
Различные схемы конструирования опорных полимерных изоляторов. a) стержневой класса 6-10 кВ b) стержневой класса 110 кВ c) на основе трубы с наполнителем класса 110-220 кВ d) стержневой класса 220 кВ с укороченным телом.
Рис.4.15
Изолятор опорно-стержневой полимерный ИОСПК-10-110-480-II-УХЛ1 заменяет фарфоровый изолятор ИОС-110-400
Рис.4.16
Арматура опорного изолятора ИОСПК класса 220 кВ производства ОАО «Альфа-Энерго»
Рис.3.21 а
Арматура опорного изолятора ИОСПК класса 220 кВ производства ОАО «Альфа-Энерго». Стрелками указаны штифты
Рис.3.21 b
Высоковольтный фланец опорного изолятора и верхняя часть стержня. После четырёх лет эксплуатации в результате протечки влаги по резьбе стального штифта на внутренней поверхности фланца и на стержне появились следы ржавчины.
Рис.4.17
Разъединитель горизонтально-поворотного типа класса 220 кВ с полимерными опорными изоляторами производства ОАО «Альфа-Энерго»
Рис.3.22
Опора компактной ВЛ 400 кВ с полимерной изоляцией разработки STRI
Рис.4.17 w
Конструкция штыревого изолятора ШПУ-20 УХЛ
Рис.4.12
Полимерный штыревой изолятор ШПУ-20А УХЛ1 и его керамический аналог ШФ-20.
Рис.4.13
• 3.3 Полые изоляторы и корпуса ОПН
Полые изоляторы
• •
Высоковольтная арматура на изолирующем корпусе ОПН-220 кВ производства ОАО «Центр энергозащитной аппаратуры». Слева – высоковольтная арматура в рабочем положении, справа – изолирующая труба диаметром 122 мм с защитным покрытием до монтажа арматуры
Рис.3.23
Варианты заделки изолирующей трубы в металлической арматуре
Рис.3.24
Строение полого полимерного изолятора
Рис.4.18
Стеклопластиковые оболочки производства фирмы CellPack с внутренним диаметром 300 мм используются в качестве корпусов высоковольтных вводов «воздух – элегаз» в выключателях ВГБУ-220 кВ.
Рис.4.19
Резьбовое соединение на корпусе ОПН класса 110 кВ и на верхней крышке (производство ОАО «Позитрон»). Внешний диаметр резьбы 100 мм
Рис.3.25 а
Резьбовое соединение на корпусе ОПН класса 110 кВ и на верхней крышке (производство ОАО «Позитрон»). Внешний диаметр резьбы 100 мм Рис.3.26 b
Проточки для заливки полимеризуемой заделки стеклопластикового цилиндра в арматуру
Рис.3.26
•
Стеклопластиковый корпус нелинейного ограничителя перенапряжений с отверстиями для выхода взрывных газов. Рис.4.20
Применение стеклопластиковых стержней для формирования жёсткого каркаса нелинейного ограничителя перенапряжений.
Рис.4.21
16-02
16-03
17-07
17-08
17-09
17-10
17-20
• 4. Испытания
испытания
Схема проведения испытаний на вращающемся колесе Рис.5.01
Испытания изолятора 600 В на вращающемся колесе. Рис.5-2
Испытательная камера.
Расположение образцов, ксеноновой электродуговой УФ лампы и сопел, формирующих дождь и туман.
Рис.5.3, 5.4
Цикл испытаний множественными воздействиями. Рис.5.4
Образцовый изолятор для калибровки тумана.
Рис.5.6
Испытания полимерных изоляторов на старение a) испытания в туманной камере b) испытания длительным увлажнением загрязняющим раствором c) облучение ксеноновой лампой.
Рис.5.7
разрушения
восстановление гидрофобности 09-16
Влияние ATH
Устройство для испытания стеклопластиковых стержней продольным изгибом (слева – схема конструкции, справа – фото установки). 1 – подвижная траверса испытательной машины; 2, 4 – верхняя и нижняя шарнирные опоры; 3 – тонкий образец; 5 – корпус силоизмерительного узла; 6 – датчик силы; 7 – станина испытательной машины; 8 – устройство для регистрации перемещений (значений сближения концов стержня). Рис.5-08
Изгиб междуфазной распорки на высоковольтной линии (слева) и испытания полимерной распорки на стенде (справа).
Рис.5.9
распорки 07-04
• 5. Опыт эксплуатации
Опыт эксплуатации
грязь 16-01
29-13
49-09
снег
биологические загрязнения
47-06
съели мыши
29-16
Рис 1-а
Рис3
48-02
48-10
Вандализм 07-02
упаковк а
хранение 07-06
Рис.6.1
Виды разрушения полимерных изоляторов (130 случаев из 3,9 млн. изоляторов, (данные EPRI, США) )
Ю.Н.Шумилов М.Ю. Шумилов, ООО НПП «ES Полимер»
разрушения ПИ
Причины разрушения полимерных изоляторов, (130 случаев из 3,9 млн. изоляторов данные EPRI, США)
Ю.Н.Шумилов М.Ю. Шумилов, ООО НПП «ES Полимер» количество разрушений
Рис.6.2
29-T2
49-01