Системы усиления изоляции
14 Авг
2017
Полезное

Системы усиления изоляции

Надежность и безопасность электрических сетей, бесперебойное электроснабжение потребителей является приоритетной задачей в энергетических системах. Высокие технические требования к эксплуатируемому оборудованию обусловлены значительными затратами, необходимыми для ликвидации аварий и технологических нарушений, включая расходы на замену оборудования, затраты на восстановительные работы, экологическую очистку территории. Немаловажную роль в обеспечении надежного электроснабжения играет качество применяемой на энергообъектах изоляции, так как неполадки на шинах подстанций могут привезти к выходу из строя расположенного рядом дорогостоящего оборудования.
В настоящее время существует ряд разработок, повышающих уровень изоляции электроустановок напряжением 1 - 10 (6) - 20 - 35 кВ и позволяющих сократить перебои в энергоснабжении, обусловленные попаданием птиц и животных внутрь высоковольтного оборудования или тяжелыми условиями окружающей среды.

Система усиления изоляции для подстанций

В зависимости от конструктива ошиновки 6 - 10 кВ ПС существует несколько вариантов типоисполнения высоковольтных термоусаживаемых материалов.
• Изоляционные трубки для шин.
Термоусаживаемые трубки (рис. 1) предназначены для обеспечения повышенной изоляции шин, защиты от дуговых перекрытий и случайных наведенных разрядов.
Область применения - изоляция шин ячеек КРУ, токопроводов внутренней установки, а так же круглых и прямоугольных медных и алюминиевых шин наружной установки. В зависимости от напряжения электроустановки трубки изготавливаются различного конструктивного исполнения - со стенками средней толщины (при ин до 24 кВ) или толстостенные (при ин до 36 кВ) и имеют диаметры от 6 до 250 мм.

При больших объемах производства, трубки устанавливаются с использованием печи, при монтаже в условиях строительной площадки - с применением газовой горелки. Трубки изготавливаются из негалогенного полимера, который обладает надежными изоляционными характеристиками в условиях высокого напряжения, хорошей тепловой проводимостью при контакте с шинами, и обеспечивает огнестойкость, не токсичность и антикоррозионную защиту в условиях пожара. При нагревании, материал плотно усаживается на шинопровод (усадка составляет до 40%). Без разрыва или образования складок он устанавливается даже при наличии нескольких изгибов на шинопроводе. Высокий коэффициент усадки и повышенная пластичность уменьшает количество необходимого для монтажа инвентаря и упрощает выбор изделий.
Как уже было сказано выше, использование термоусаживаемых изолирующих трубок позволяет уменьшить воздушный промежуток между шинами в местах, где пространство ограничено и защитить шины от возможных повреждений при воздействии растворителей, ультрафиолетового излучения, неблагоприятных погодных условий (климатическое исполнение и категория размещения трубок - У1), механического воздействия и старения.
Способность трекингостойких термоусаживаемых трубок длительно выдерживает рабочее напряжение электроустановки, обладание необходимой электрической прочностью позволяет использовать их в качестве электроизоляционного материала для защиты персонала от поражения электрическим током.
• Высоковольтная изоляционная лента
Термоусаживаемая изоляционная лента (рис. 2) подходит для применения на шинах в случае сложных форм, а также в тех случаях, когда невозможно отсоединение шин. Лента обеспечивает электрическую изоляцию, защиту от дуговых перекрытий, наведенных разрядов и спроектирована так, чтобы совместить целостность термоусаживаемой трубки с гибкостью, получаемой при использовании лент.

Изоляционная лента усаживается на 30% по длине. Когда лента оборачивается вокруг токоведущих частей и усаживается под воздействием нагрева, обеспечивая герметизацию слоев после усадки ленты, клей плавится и соединяет соприкосающиеся слои ленты, образуя сплошное покрытие. Как и другие компоненты системы, клей не прилипает к металлическим конструкциям, что позволяет легко удалить изоляционную ленту при проведении работ по техническому обслуживанию шинопроводов. Лента имеет четыре значения ширины от 25 до 100 мм. Два слоя ленты применяются на напряжение до 24 кВ.
Как и термоусаживаемые трубки, лента применима для внутренней и наружной установки, обладает хорошей трекингостойкостью и теплопроводностью, сохраняет гибкость и пластичность при температурах до -40 0С, допускает эксплуатацию при температурах до -70 С и так же изготовлена из негалогенных материалов, что уменьшает токсичное воздействие в условиях пожара.
Лента является простым и эффективным решением проблем изоляции шин при ремонтно-восстановительных работах, особенно в тех местах, где невозможен демонтаж оборудования.
• Изоляционные пластины
Термоусаживаемые изоляционные пластины (рис. 3) предназначены для изоляции и защиты от замыканий на землю или перекрытий фаз. Пластины усаживаются на 25% и предназначены для изоляции T-образных и L-образных соединений, других сложных форм и представляет собой термоусаживаемый лист с нанесенным по всей поверхности термоплавким клеем.

Листы нарезаются по размерам из рулона непосредственно на месте монтажа, во время установки пластины свободно фиксируются на шинопроводе с помощью специальных металлических зажимов и уголков и усаживаются газовой горелкой так, чтобы клей загерметизировал стык шин. Под воздействием нагрева пластины усаживаются в двух направлениях, что позволяет плотно закрыть даже сложные очертания шинопровода. Герметичные стыки можно заполнить с помощью термоплавкой герметизирующей мастики.
Двухслойная изоляция соединений применяется на напряжение до 36 кВ, материал пластин обладает хорошей трекингостойкостью и теплопроводностью, в
условиях пожара не выделяет вредных галогенных газов и допускает эксплуатацию при температурах до - 45 С.
• Изоляционные комплекты и корпуса
Изоляционные комплекты (рис. 4) предназначены для изоляции стандартных креплений шин к изоляторам и трансформаторным бушингам, а также для изогнутых T- образных шинных соединений, для которых невозможно применение трубок, ленты или листов. Изделие в сборе обеспечивает изоляцию и защиту от замыканий на землю или перекрытий фаз.

Комплекты состоят из изоляционных корпусов (нетермоусаживаемых), термоусаживаемых трубок, полипропиленовых опорных колец и герметизирующей мастики. Корпус устанавливается в зоне крепления шины и фиксируется на месте с помощью термоусаживаемых трубок.
Все изоляционные материалы обладают стойкостью к ультрафиолетному излучению, климатическому воздействию, трекингостойкостью. Это обеспечивает комплекту возможность применение в условиях открытой установки.
Изоляционный комплект обеспечивает стойкость к переменному напряжению (защита от дуговых перекрытий) до 24 кВ. Для применения до 36 кВ все металлические токоведущие части под изолирующим корпусом защищают дополнительным слоем изоляционной ленты, изоляционной пластины или изоляционной трубки.
Испытания изоляционного комплекта проводятся на полностью смонтированной системе шинопровода. При этом контакт имитируется заземленной медной оплеткой, обернутой вокруг всей системы шинопровода, исключая тесты на проверку токов утечки и влаги.

Еще одной разработкой, предназначенной для изоляции мест подключений шин к изоляторам, бушингам, а также шинных соединений являются изоляционные корпуса (рис.5). Их отличие от изоляционных комплектов состоит в том, что они формуются из нетермоусаживаемого листового материала.
Изоляционные корпуса крепятся на месте с помощью устойчивых к ультрафиолетовым лучам пластиковых гаек и болтов, заклепок и замков, их монтаж не требует отсоединения шин. Герметизация осуществляется с помощью термоплавкой мастики. Корпуса применяются на напряжение до 36 кВ.

Линейку стандартно разработанных корпусов можно модифицировать под размеры конкретной ошиновки.
Изоляционные трубки, ленты, пластины, комплекты и корпуса относятся к электрозащитным средствам, так как их изоляция длительно выдерживает рабочее напряжение электроустановки.

Изолирующие материалы, применяемые на ВЛ, предназначены для ограничения воздействия внешних факторов (птицы, животные, атмосферные осадки, деревья) на воздушные линии, в том числе проходящие по зонам национальных парков и заповедникам. Электрозащитными данные материалы не являются.
• Изоляционные корпуса
Корпуса (рис. 6) защищают птиц и других животных от находящихся под напряжением проводников, установленных на металлических или бетонных опорах.

Применение гибкого полимера позволяет быстро адаптировать корпуса к большинству конфигураций проводниковых соединений. Монтаж выполняется без использования инструментов. Корпуса подходят для любых типов изоляторов на напряжение до 24кВ.
• Изоляционная лента

Термоусаживаемая изолирующая лента с клеевым подслоем, защищает воздушные линии от повреждений, вызываемых раскачиванием проводов и контактами с ветвями деревьев, птицами и животными (рис. 7).

Изоляционная лента предварительно сформирована в виде спирали для облегчения намотки. Клейкий слой плавится при усадке, соединяя слои ленты, образуя сплошное покрытие. Лента не прилипает к металлическим поверхностям, что позволяет легко удалить ленту при выполнении работ по техническому обслуживанию. На напряжение электроустановки до 17 кВ применяют один слой ленты, на 24 кВ - два слоя.
• Изоляционные профили

Изоляционные профили (рис. 8) обеспечивают защиту воздушных линий электропередач при схлестывании проводов с деревьями или другими объектами. Материал профиля - это поперечно-сшитый полимер, с высокой электрической  прочностью и трекингостойкостью, стойкостью к ультрафиолетовому излучению и эрозии. Один типоразмер профиля охватывает сечения проводов от 50 до 185 мм2 и применяется на напряжение электроустановки до 25 кВ.
Профили устанавливаются на проводнике и фиксируются устойчивыми к воздействию ультрафиолета пластиковыми бандажами. Секции профиля ставятся на проводник и фиксируются с помощью съемных, повторно используемых замков.
Для быстрой и надежной установки профиля разработан специальный инструмент, который позволяет выполнять монтаж профиля под напряжением. Инструмент накладывается непосредственно на провод и поступательно изгибает, защелкивает и продвигает профиль вдоль провода. Инструмент приводится в действие вручную, с помощью рукоятки или при помощи, например, бензиновой дрели.
Так как профиль предназначен для изоляции голых проводов, его установка может быть выполнена избирательно, только на необходимых участках, без их дорогостоящей замены на изолированные или дополнительных расходов, связанных с изменениями конструкции подвеса воздушных линий.

Системы усиления изоляции для защиты от промышленных загрязнений и неблагоприятных погодных условий
Средства повышения изоляционных свойств изоляторов, в том числе за счет увеличение длины пути утечки изоляции, применяются на опорной изоляции подстанций и на гирляндах воздушных линий электропередачи. Назначение - защита от неблагоприятных погодных условий и промышленных загрязнений.
• Зонтичные насадки для изоляторов
Зонтичные насадки (рис. 9) для изоляторов представляют собой свободно надеваемые кольца для изоляторов любого типа, которые отделены от фарфоровой юбки короткими штифтами, а от сердечника их отделяют шпонки.

Зонтичные насадки увеличивают диаметр изоляторов в нескольких местах и обеспечивают прерывание интенсивных каскадов воды для предотвращения пробоев изоляции в случае ливневых дождей. Изделия изготавливаются для диаметров сердечников от 160 до 770 мм. Зонтичные насадки можно использовать на напряжение до 500 кВ.
• Термоусаживаемые и накладываемые юбки
Термоусаживаемые (рис. 10) и накладываемые (рис.11) юбки представляют собой долговременное решение, устраняющее возможность электрического пробоя изоляции из-за ее загрязнений промышленными уносами путем увеличения длины пути утечки по изоляции.
Термоусаживаемые юбки представляют собой гибкие полимерные изделия, покрытые с внутренней стороны трекингостойкой мастикой для склеивания с фарфором. Юбки изготавливаются для изоляторов и бушингов на напряжения до 500 кВ с диаметрами юбок от 80 до 390 мм и более.

Накладываемые юбки изготавливаются из полужесткого полимера и крепятся на месте с помощью трекингостойкой мастики на изоляторы и бушинги напряжением до 500 кВ с диаметрами юбок от 100 до 1000 мм.

Выводы:
Применение изоляционных материалов для ошиновки РУ ПС и проводов ВЛ электропередачи позволяет избежать коротких замыканий и отказов высоковольтного оборудования, вызванных внешними воздействиями, а так же защитить персонал, обслуживающий электроустановки от поражения электрическим током.
Наиболее целесообразно выполнять установку изоляционных материалов при комплексном ремонте, реконструкции и новом строительстве электроэнергетических объектов.
При применении изолирующих материалов работы в зоне действующих электроустановок должны проводиться с соблюдением все мер безопасности, распространяющихся на работы с неизолированными токоведущими частями.
Установку систем усиления изоляции должен выполнять персонал, имеющий опыт выполнения данного типа работ. Изоляция аппаратных зажимов и токоведущих частей вводов трансформаторов, выключателей, КРУН должна быть выполнена с последующим периодическим тепловизионным контролем контактных соединений.