3.3.3. Прохідні ізолятори

 

Прохідні ізолятори (вводи) застосовуються для ізолювання й механічного кріплення струмоведучих частин (шин, проводів), що проходять крізь заземлені кришки апаратів, перегородки, стіни розподільних пристроїв і т.д.  Тому прохідні ізолятори повинні мати достатню електричну й механічну міцність і забезпечувати пропущення струму певної величини.

Високовольтні прохідні ізолятори, призначені для роботи при напрузі вище 35 кВ, називаються вводами.

Прохідні ізолятори (зокрема, вводи у високовольтних апаратах і конструкціях), на відміну від інших типів ізоляторів, мають несприятливе розташування електродів (рис. 3.13), при якому радіальна складова напруженості електричного поля Е_r поблизу фланця набагато перевершує тангенціальну складову Е_t, що приводить до вкрай нерівномірного розподілу поля й нерівномірному зниженню розрядних напруг.

           

Рис. 3.13. Ескіз прохідного ізолятора:  1 – струмоведучий стрижень;  2 – ізолятор; 3 – фланець

Рис. 3.14. Прохідний ізолятор із суцільною порцеляновою ізоляцією

 

Прохідні ізолятори виготовляють для внутрішньої й зовнішнього встановлення, тому останні повинні бути розраховані на мокророзрядну напруга. Розрізняють прохідні ізолятори із суцільною порцеляновою ізоляцією й ізолятори з порожниною, що може бути заповнена газом (повітрям), мінеральним маслом або компаундом.

Прохідний ізолятор із суцільною порцеляновою ізоляцією (рис. 3.14) складається з порцелянового елемента 1, усередині якого проходить стрижень (шина) 2, двох фланців (ковпачків) 3 на кінцях ізолятора для кріплення струмоведучої частини й опорного фланця 4, службовця для механічного кріплення ізолятора до конструкції апарата або стінки розподільного пристрою, через яку здійснюється ввод високої напруги. Опорний фланець з'єднується з порцеляною за допомогою цементного зв'язування 5. Між ковпачком і порцеляною містяться картонні прокладки, що амортизують, і ущільнення.

Ізолятори для зовнішнього встановлення мають ребристу поверхню, а для внутрішнього - гладку або хвилясту. Для збільшення сухоразрядної напруги опорний (середній) фланець екранують ребрами, зверненими до фланця, з металізованою поверхнею, електрично з'єднаної з металевим фланцем.

Застосування проміжних ребер також дозволяє підвищити розрядні напруги.

Нижня частина апаратних ізоляторів поміщається в масло, має гладку поверхню й приблизно вдвічі коротше повітряної (зовнішньої) частини.

Для запобігання іонізаційних процесів у повітряному зазорі між струмоведучим стрижнем і внутрішньою стінкою ізолятора остання може металізуватися й з'єднуватися зі струмоведучим стрижнем.

Розрахунок суцільних порцелянових прохідних ізоляторів ведеться в напрямку визначення товщини стінки ізолятора, що забезпечує необхідний запас електричної й механічної міцності при заданих факторах, що впливають. Найбільше часто суцільні порцелянові ізолятори застосовуються на напругу 6...10 кВ.

 

Прохідні ізолятори з порожниною знаходять застосування в установках напругою до 35 кВ. З погляду електричної міцності найбільш слабким місцем такого ізолятора (рис. 3.15) є порожнина, заповнена газом, маслом або компаундом.

Пробій порожнини веде до повного пробою ізолятора. Тому максимальна напруженість поля в порожнині ізолятора не повинна перевищувати припустимих значень для обраного середовища, тобто  Е_max £ Е_доп, при цьому Е_доп повинна бути менше пробивної напруженості порожнини Е_пр.