Файл: Справочник мастера г. Челябинск ПолиграфЦентр.pdf

68
Условное обозначение изоляторов:
И - изолятор,
П - проходной,
У - усиленное исполнение внешней изоляции,
10, 35 - номинальное напряжение в кВ,
630, 1000, 1600, 2000, 3150 - номинальный ток в А,
7,5; 12,5 - минимальная механическая разрушающая сила на из- гиб в кН,
УХЛ - климатическое исполнение (УХЛ - умеренный холодный климат),
1, 2 - категория размещения (1 - наружно-внутренняя установка,
2 - внутренняя установка).
Линейные изоляторы
Линейный изолятор – устройство для подвешивания и изоляции проводов и кабелей на опорах воздушной линии электропередач (ВЛ).
По способу крепления на опоре изоляторы подразделяются на штыревые и подвесные:
Штыревые изоляторы (крепятся на крюках или штырях) приме- няются на воздушных линиях до 35 кВ
Подвесные изоляторы (собираются в гирлянду и крепятся спе- циальной арматурой) применяются на ВЛ 35 кВ и выше.
Опорные изоляторы (крепятся к траверсам ВЛ с помощью бол- тов ) применяются на ВЛ 35 кВ и выше.
По материалу изготовления изоляторы подразделяются на фар- форовые, стеклянные и полимерные:
Фарфоровые изоляторы изготавливают из электротехнического фарфора, покрывают слоем глазури и обжигают в печах. (ШФ-10,
ШФ-20 для неизолированного провода; IF-20, IF-27 для СИПа)
Стеклянные изоляторы изготавливают из специального закалён- ного стекла. Они имеют большую механическую прочность, меньшие размеры и массу, медленнее подвергаются старению по сравнению с фарфоровыми, но имеют меньшее электрическое сопротивление.
(ШС-20 для неизолированного провода, IS 70E для СИПа)

69
Полимерные изоляторы изготавливают из специальных пласти- ческих масс. Состоят из стержня, определяющего механическую и электрическую прочность изолятора, на который опрессовываются металлическиеэлементами опор ВЛ при помощи линейной армату- ры. Как правило стержень изготавливается из смолы, армированной стекловолокнами. Для защиты от воздействия различных климати- ческих факторов и создания необходимой длины пути утечки, на стержень наносится оболочка, выполненная из полимерных мате- риалов. Оболочка может состоять из отдельных элементов (юбок), смонтированных на стержне или из оболочки, отлитой цельно на стержне. Также полимерная оболочка может наносится на проме- жуточный слой, улучшающий адгезию материала оболочки и мате- риала стержня.
Отличие полимерных изоляторов от стеклянных и фарфоровых изоляторов:
– полимерные (композитные) изоляторы до 10 раз легче чем фарфоровые и стеклянные, что делает их более удобными в транс- портировке и монтаже;
– обеспечена большая электрическая прочность за счет гидро- фобности оболочки;
– исключена необходимость трудоемкой сборки гирлянд;
– стойки к вандализму;
– создают более низкий уровень радиопомех;
Основные типы полимерных изоляторов:
– подвесные линейные полимерные изоляторы цельнолитые ти- па ЛКЦ;
– опорные линейные стержневые полимерные изоляторы типа
ИОСК, СК;
– опорные подстанционные полимерные изоляторы типа ОСК;
– железнодорожные изоляторы полимерные типа ФСК, КСК,
ПСК, НСК
– межфазные изолирующие распорки;
– изолирующие траверсы для ВЛ напряжением 10-220 кВ;

70
Глава 15. Контактные соединения
Контактные соединения электрических цепей выполняются в соответствии с ГОСТ 10434-82 «Соединения контактные электри- ческие»; ГОСТ 21242-75 «Выводы контактные электротехнических устройств плоские и штыревые» и по ГОСТ 10434-82, в зависимо- сти от области применения, контактные соединения подразделяют- ся на 3 класса. К 1 классу относятся соединения цепей, сечение ко- торых выбирается по длительным токовым нагрузкам – это силовые электроцепи и линии электропередач.
В зависимости от климатического исполнения и категории раз- мещения электротехнических устройств соединения подразделяют- ся на группы А и Б. Климатические исполнения У, УХЛ для кате- гории размещения 3 (что соответствует условиям ПО «ЧГЭС») от- носятся к группе А.
Таким образом, все требования ГОСТ 10434-82 к контактным соединениям должны соответствовать классу 1 и группе А.
По конструктивному исполнению контактные соединения под- разделяются на:
– неразборные, выполняемые сваркой, пайкой или опрессовкой
(соединения сборных шин между собой и ответвления от них реко- мендуется выполнять сваркой);
– разборные (болтовые), применяемые для соединения шин с выводами электротехнических устройств.
В зависимости от материала соединяемых элементов разборные соединения подразделяются на не требующие применения средств стабилизации электрического сопротивления в месте контакта и требующие применения следующих средств стабилизации электри- ческого сопротивления:
– крепежных изделий из цветных металлов с коэффициентом линейного расширения от 18*10-6 до 21*10-6 1/°С (латунь):
– тарельчатых пружин;
– металлических покрытий рабочих поверхностей алюминие- вых проводников;
– переходных медно-алюминиевых пластин (медно-алюмини- евых наконечников) или переходных пластин и наконечников из твердого алюминиевого сплава.

71
Соединения плоских контактных поверхностей (шин прямоу- гольного сечения или наконечников с плоскими выводами электро- технических устройств), выполненных из меди и ее сплавов или из твердых алюминиевых сплавов, не требуют применения средств стабилизации и выполняются при помощи стальных крепежных изделий, защищенных от коррозии. Соединение алюминиевых шин между собой или с плоскими выводами электротехнических устройств, а также с другими проводниками, выполненными из ме- ди и ее сплавов или из твердых алюминиевых сплавов, должно вы- полняться с применением одного из средств стабилизации.
Пластины из алюминиевого сплава и алюминиевые части мед- но-алюминиевых пластин соединяются с алюминиевыми шинами сваркой.
К штыревым выводам, выполненным из меди или латуни, при- соединение проводников из меди или из твердых алюминиевых сплавов выполняется без средств стабилизации, а алюминиевых проводников – с применением средств стабилизации: при токах до
630 А – с использованием крепежных деталей из латуни, а при токах более 630 А - с использованием металлических покрытий или пере- ходных пластин .
Температура нагрева контактных соединений не должна превы- шать значений, указанных в таблице 1.14.1.
Табл. 1.14.1. Допустимая температура нагрева
Материал шин (вывода)
Макс, допустимая температура нагрева,
0
С в установках до 1000 В свыше 1000 В
Медь, алюминии и его сплавы без защитных покрытий
95 90
То же, но с защитными покрытиями неблагородными металлами
110 105
Медь с покрытием серебром
135 120

72
Примеры разборных соединений проводников с плоскими кон- тактными поверхностями.
Рис. 1.14.1. Разборные соединения с плоскими контактными поверхностями - а) с контргайкой б) с пружинной шайбой (6)
1,2 - соединяемые проводники (шины, выводы устройств, наконечники), выполненные из меди или из твердых алюминиевых сплавов 3,4,5 - стальные шайбы, болты, гайки а) б) в) г)
Р
1 14 1 Р б
Рис. 1.14.1. Разборные соединения с плоскими контактными поверхностями, выполняемые со средствами стабилизации а) с контргайкой, б) с пружинной шайбой (6), 3,4,5 - шайбы, болты и гайки из цветного металла
Примеры соединений со штыревыми выводами
Для группы А контактные соединения шин со штыревыми вы- водами в зависимости от материала шины и значения номинального тока вывода следует выполнять:
а) для шин из меди, стали и алюминиевого сплава - непосред- ственно стальными гайками (рис. 1.14.3а);
Во всех случаях должны применяться упорные гайки из меди или латуни б) для шин из алюминия с выводом на номинальный ток до 630
А – непосредственно гайками из меди и ее сплавов по ГОСТ 5916
(рис. 1.14.3б); на номинальный ток выше 630 А * непосредственно

73
стальными или медными гайками с защитным металлопокрытием рабочей поверхности шины (рис. 1.14.3в) или с помощью переход- ных медно-алюминиевых пластин по ГОСТ 19357 (рис. 1.14.3г), или переходных пластин из алюминиевого сплава (рис. 1.14.3д).
Рис.1.14.3. Соединение со штыревыми выводами.
1 - вывод из меди или ее сплавов; 2 - стальная гайка; 3 - шина медная, из алюминиевого сплава или стали; 4 - гайка из меди или ее сплавов; 5 - шина алюминиевая или алюминиевого сплава; 6 - металлопокрытие или смазка
ЭПС-98; 7 - медно-алюминиевая пластина; 8 - пластина из алюминиевого сплава; 9 - шина из алюминиевого сплава.

74
Размеры отверстий в шинах должны соответствовать диаметру штыревого вывода:
Диаметр штыревого вывода, мм 6 8 10 12 16 20 24 30 33 36
Диаметр отверстия шин, мм 6,6 9 11 14 18 22 26 32 35 39
Основные размеры базовых исполнений должны соответство- вать указанным в таблице.
Табл. 1.14.2. Базовые исполнения соединений
Базовые исполнения
I ном А
В мин. мм
S
X L мин, мм
S L2 мин, мм d отв., мм
Болт
С 1 болтом
2200 220 220 -- 99
ММ8 4400 225 225 --
111
ММ10 6630 335 335 --
114
ММ12 11000 550 550 -- 118
ММ16
С 2 болтами
11000-1600 440 880 445 114 ММ12 22000 550 1100 660 118
ММ16 33200 660 1120 660 118
ММ16
Модификация c 4 болтами
22000-3200 880 880 -- 114 ММ12

75
Общие требования к контактным соединениям
В зависимости от диаметра болтов, отверстия в шинах выполня- ются согласно таблице 1.14.3.
Табл. 1.14.3. Диаметр отверстий, соответствующий болтам
Диаметр болта, мм
8 10 12 16
Диаметр отверстия, мм
9 11 14 18
Допускается выполнение овальных отверстий
– При соединении (ответвлении) шин шириной до 50 мм ис- пользуется один болт (диаметром 10 мм-при ширине шин 25-30 мм; 12 мм – при ширине 40 мм и 16 мм-при ширине 50 мм), два болта (диаметром 10 мм-при ширине шин 60 мм; 12 мм-при ши- рине 80 мм и 16 мм-при ширине 100-120 мм). Контактные участки шин шириной 60 мм и более, имеющие два отверстия в попереч- ном ряду, рекомендуется выполнять с продольными разрезами ши- риной не более 5 мм.
К каждому болту плоского вывода или к штыревым выводам ре- комендуется присоединять не более двух проводников.
Длина болтов должна быть такой, чтобы после затяжки остава- лось не менее двух ниток свободной резьбы.
Под головки болтов и гайки при соединении медных шин подкла- дываются чистые стальные нормальные шайбы согласно таблице 1.14.4.
Табл. 1.14.4. Параметры шайб для болтов на медных шинах
Диаметр болта, мм
Внутренний диаметр шайбы, мм
Наружный диаметр шайбы, мм
Толщина шайбы, мм
8 8,4 17,5 1,6 10 10,5 21,0 2,0 12 13,0 24,0 2,5 16 17,0 30,0 3,0
При соединении алюминиевых шин под головки болтов и гайки под- кладываются специальные увеличенные шайбы согласно таблице 1.14.5.

76
Табл. 1.14.5. Параметры шайб для болтов на алюминиевых шинах
Диаметр болта, мм
Внутренний диаметр шайбы, мм
Наружный диаметр шайбы, мм
Толщина шайбы, мм
8 8,4 24,0 2,0 10 10,5 30,0 3,0 12 13,0 36,0 3,0 16 17,0 48,0 4,0
При соединении медных шин с алюминиевыми увеличенные шайбы подкладываются только со стороны алюминиевой шины.
При отсутствии специальных увеличенных шайб допускается установка двух нормальных шайб вместо одной увеличенной.
Разборные контактные соединения должны быть предохране- ны от самоотвинчивания контргайками, пружинными шайбами или тарельчатыми пружинами. Пружинные шайбы не рекоменду- ется применять при соединении алюминиевых шин.
Подготовка шин для разборного соединения состоит из сле- дующих операций: выполнение отверстий под болты, обработка контактных поверхностей и, при необходимости, нанесение ме- таллопокрытия.
Контактные поверхности шин необходимо обрабатывать в следующем порядке: удалить бензином, ацетоном или уайт-спи- ритом грязь и консервирующую смазку, у сильно загрязненных шин гибкой ошиновки кроме очистки внешних повивов после расплетки очистить внутренние повивы; выправить и обработать под линейку на шинофрезерном станке (при наличии вмятин, раковин и неровностей); удалить посторонние пленки ручным электроинструментом со специальным зачистным кругом, или другими насадками и приспособлениями для механизированных инструментов.
При зачистке алюминия применять шлифовальные круги не допускается.
Не следует применять напильники и стальные щетки для од- новременной обработки шин из различных материалов.

77
Для удаления окисных пленок рабочие поверхности следует зачищать. По окончании зачистки шин из алюминия или алюми- ниевого сплава на их поверхность необходимо нанести нейтраль- ную смазку (вазелин КВЗ, ЦИАТИМ-221, ЦИАТИМ-201) или электропроводящую смазку ЭПС-98 ЭПС-150. Рекомендуемое время между зачисткой и смазкой - не более 1 ч. При выполнении разъемного соединения из разнородных металлов (алюминий- медь) применяется смазка «Суперконт». Смазки защищают кон- тактные поверхности от коррозии, уменьшают переходное со- противление контакта и, как следствие потери электроэнергии и падение напряжения.
Затягивать болты контактных соединений рекомендуется динамометрическими ключами с крутящим моментом согласно таблице 1.14.6.
Табл. 1.14.6. Величина крутящего момента
Диаметр резьбы, мм
Крутящий момент, Нм для алюминиевых шин для шин из меди, твердого алюминиевого сплава и стали
М5 7,5 ± 1,0 11,5 ± 1,0
М6 10,5 ± 1,0 16,0 ± 1,0
М8 22,0 ± 1,5 33,0 ± 1,5
М10 30,0 ± 1,5 45,0 ± 2,0
М12 40,0 ± 2,0 60,0 ± 3,0
М16 60,0 ± 3,0 90,0 ± 4,0
М20 90,0 ± 4,0 135,0 ± 5,0
М24 130,0 ± 5,0 200,0 ± 7,0
М30 200,0 ± 7,0 300,0 ± 12,0
М36 240,0 ± 10,0 360,0 ± 14,0
При отсутствии динамометрических ключей болты контактных соединений медных, стальных шин и шин из алюминиевого сплава следует затягивать гаечными ключами нормальным усилием руки
(150-200 Н).
Соединения алюминиевых шин необходимо предваритель- но обжать путем затяжки болтов диаметром M12 и выше полным

78
усилием руки (около 400 Н), затем соединения ослабить и вторично затянуть болты нормальным усилием. Для диаметров болтов 6-10 мм делать обжатие не следует.
Соединения с тарельчатыми пружинами следует затягивать в два приема. Вначале болт затягивают до полного сжатия тарельчатой пружины, затем соединение ослабляют поворотом ключа в обрат- ную сторону на 1/4 оборота (на угол 90°) для болтов М6 - М12 и на
1/6 оборота (угол 60°) - для остальных болтов.
Глава 16. Заземление
Заземление выполняется с целью обеспечения безопасности лю- дей при замыкании токоведущих частей электроустановки на землю
(защитное заземление) или для обеспечения нормальных режимов работы установки (рабочее заземление). Правила выполнения за- земления приведены в ПУЭ, глава 1.7. «Заземление и защитные ме- ры электробезопасности»
Электроустановки в отношении мер электробезопасности раз- деляются на:
– электроустановки напряжением выше 1000 В в сетях с глухо- заземленной нейтралью (сети 110 кВ и выше);
– электроустановки напряжением выше 1000 В в сетях с изоли- рованной или заземленной через дугогасящий реактор нейтралью сети 6-35 кВ;
– электроустановки напряжением до 1000 В в сетях с глухоза- земленной нейтралью сети 380/220 В.
Существует пять режимов заземления нейтрали: изолирован- ный, резистивнозаземлённый, компенсированный, глухозаземлен- ный, эффективнозаземленный.
Токи двухфазного или трехфазного повреждения сети являются токами короткого замыкания и измеряются, как правило, кА. Ве- личина тока однофазного замыкания на землю зависит от режима нейтрали:
– для глухозаземленной нейтрали однофазное замыкание на зем- лю является коротким замыканием, и называется однофазным корот- ким замыканием на землю (ОКЗЗ). Ток при ОКЗЗ измеряется в кА;

79
– для изолированной нейтрали однофазное замыкание на землю не является коротким замыканием и называется однофазным замыка- нием на землю (ОЗЗ). При этом ток замыкания на землю определяется емкостной и активной проводимостями фаз сети относительно земли и по величине составляет единицы, десятки – иногда сотни ампер.
Режим изолированной нейтрали
При работе электрической сети с изолированной нейтралью от- сутствует какое-либо электрическое соединения между нейтралью и землей. В такой сети в результате замыкания фазы на землю воз- никает небольшой ток, обусловленный емкостным током протекаю- щим между фазой и землей. Величина этого тока определяется ве- личиной емкости сети, чем протяженность сети больше, тем больше её емкость соответственно и ток однофазного замыкания. Величина тока однофазного замыкания на землю колеблется от нескольких ампер до нескольких сотен ампер. В связи с тем, что величина тока однофазного замыкания на землю небольшая, нет необходимости быстрого отключения данного повреждения. Таким образом обе- спечивается более надежное электроснабжение потребителей.
В сети с изолированной нейтралью возникает необходимость решения следующих задач:
1) Необходимо осуществлять постоянный контроль за состояни- ем изоляции сети, и в случае её снижения должен автоматически формироваться сигнал передаваемый посредствам телемеханики на
ДП ПО «ЧГЭС» для скорейшего принятия мер по ликвидации при- чины снижения изоляции сети. Вышеуказанный сигнал формирует- ся устройствами релейной защиты и автоматики ПС и РП.
2) Для пофидерного определения места однофазного замыкания на землю требуется установка дополнительных устройств релейной защиты и автоматики.
Работа сети с изолированной нейтралью имеет ряд недостатков:
В случае однофазного замыкания на землю изоляция неповреж- денных фаз оказывается под повышенным напряжением которое мо- жет достигать линейного напряжение. Данный факт может привести к переходу однофазного замыкания в междуфазное короткое замы- кание с последующим отключением поврежденного присоединения.