Изоляторы представляют собой конструкции, которые используются для крепления токоведущих и других, находящихся под напряжением, частей электротехнических устройств (проводов воздушных линий электропередачи, шин распределительных устройств и т.д.), а также для перемещения подвижных контактов выключателей и иных коммутационных аппаратов.
В соответствии с выполняемыми функциями изоляторы, прежде всего, должны обладать достаточной механической прочностью по отношению ко всем видам возможных эксплуатационных нагрузок: статическим, ударным и др. особенность этого очевидного требования применительно к изоляторам установок высокого напряжения состоит в том, что механическая прочность должна обеспечиваться при воздействии сильных электрических полей. В таких условиях местные, небольшие повреждения, не влияющие на общую механическую прочность, могут иногда вызывать существенное снижение пробивного напряжения и приводить к преждевременному выходу изолятора из строя.
На линиях 35 кВ и более высокого напряжения применяются преимущественно подвесные изоляторы тарельчатого типа. Путем последовательного соединения таких изоляторов можно получить гирлянды на любое номинальное напряжение. Применение на линиях разного класса напряжения гирлянд из изоляторов одного и того же типа значительно упрощает организацию их массового производства и эксплуатацию.
Из-за шарнирного соединения изоляторы в гирлянде работают только на растяжение. Однако сами изоляторы сконструированы так, что внешнее растягивающее усилие вызывает в изоляционном теле в основном напряжения сжатия и среза. Тем самым используется весьма высокая прочность фарфора и стекла на сжатие.
Основу изолятора составляет фарфоровое или стеклянное тело – тарелка, средняя часть которой, вытянутая к верху, называется головкой. На головке крепится шапка из ковкого чугуна, а в гнездо, расположенное внутри головки, заделывается стальной стержень. Армировка изолятора, т.е. механическое соединение изоляционного тела с металлической арматурой, выполняется при помощи цемента.
Соединение изоляторов в гирлянду осуществляется путем введения утолщенной головки стержня в специальное ушко на шапке другого изолятора и закрепления его замком. Длина стержня делается минимальной но достаточной для удобной сборки гирлянды.
Механическую нагрузку несут в основном головка изолятора и прежде всего ее боковые опорные части. Поэтому конструкции тарельчатых изоляторов различаются в первую очередь формой головки.
Высота над уровнем моря 200 м, II степень загрязнения.
Определим расчетное значение коммутационных перенапряжений по формуле из (7):
.
Находим среднее Мокроразрядное напряжение гирлянды по формуле (7):
,
Где kτ=1.15;
kγ=1.1;
kp=0.5(1+P/760)=0.99;
kσ=0. 85.
.
Определим необходимое количество изоляторов марки ПС-4.5. Имеем: строительная высота h=13 см, диаметр тарелки D=25.5см, длина пути утечки Lут=25 см, мокроразрядная напряженность Емр=3.7 кВ/см. Тогда:
изоляторов.
Прибавив один запасной элемент, определяем полное число изоляторов марки ПС-4.5: 
.
Проверяем на достаточность обеспечения удельной длины пути утечки:
, что не превышает установленный для II района 
.
Определенное расчетным путем число изоляторов соответствует числу изоляторов в гирлянде ЛЭП, подходящей к подстанции.
Определяем расчетные значения разрядных напряжений по формуле из (7):
,
где 
для троса на высоте до 500 м.
.
Для найденных UP и UРК определяем величины изоляционных промежутков:
S1=25 см. S1K=60 см.
Вычисляем импульсную прочность выбранной гирлянды 7*ПС-4.5:
L2=n*h=7*13=91 см. (длина всей гирлянды).
UРИ=500 кВ. (7)
определяем изоляционный промежуток: S1И=45 см.
Определенные расчетным путем изоляционные расстояния соответствуют изоляционным промежуткам подходящей ЛЭП 110 кВ. По расчетам видно, что выбранное количество изоляторов должно обеспечивать высокое пробивное напряжение гирлянды. Однако, напряжение коронирования гирлянды Uкг на гирлянде из 7 изоляторов, соответствующее появлению короны на одном из изоляторов, может быть значительно меньше 7*Uки и при некоторых условиях оказаться ниже рабочего напряжения. Объясняется это тем, что напряжение, приложенное к гирлянде, распределяется по изоляторам неравномерно. Поэтому при увлажненном загрязнении может произойти перекрытие гирлянды и отключение линии.
5. Техника и правила безопасности при работе с электрооборудованием
5.1 Безопасность при работах под напряжением на воздушных линиях электропередачи
Особенности метода работ под напряжением заключаются в том, что:
1) линия электропередачи при этом остаётся в работе, благодаря чему обеспечивается бесперебойность электроснабжения потребителей;
2) персонал, выполняющий ремонтные работы, будучи надёжно изолирован от земли, может безопасно прикасаться неизолированным инструментом или голыми руками к проводам линии, находящимся под рабочим напряжением.
В настоящее время ремонт воздушных линий электропередачи под напряжением производится также в ряде зарубежных стран (США, Англии, Японии и др.), причем этот метод ремонта применяется на воздушных линиях практически любого напряжения от 1 до 500 кВ включительно. Иногда он применяется и в открытых распределительных устройствах.
Под напряжением на ВЛ производятся : замена изоляторов и арматуры; снятие с проводов набросов ; осмотр провода со вскрытием подвесных зажимов ; замена провода на отдельных участках линии ; ремонт провода в любом месте пролёта – установка шунтов, бандажей и ремонтных муфт, вставка жил и небольших кусков провода; установка на проводе контрольно – измерительной аппаратуры и подобные им работы. Кроме того, без отключения ВЛ выполняются и другие работы, не требующие прикосновения к проводам : покраска металлических и антисептирование деревянных опор, выправка опор; замена отдельных деталей деревянных опор – пасынков, траверс, стоек и пр., а также опор в целом; замена грозовых тросов и т.п.
Достоинством метода ремонта ВЛ под напряжением является то, что он приносит народному хозяйству значительную экономию благодаря тому, что при этом методе исключаются недоотпуск энергии потребителям и увеличение потерь энергии, неизбежных при ремонте с отключением линии. При этом методе ремонта сохраняется не только непрерывность, но и существующая надёжность питания потребителей электроэнергии.
При ремонте не отключенных линий требуется меньшее количество ремонтного персонала, так как работы на различных участках линии могут производиться в разное время, а не одновременно, что имеет место при ремонтах с отключением линии.
В основу метода работы с непосредственными прикосновением человека к проводу, находящемуся под рабочим напряжением, положен принцип изоляции человека от земли и тел, имеющий иной, чем провод, потенциал. При опытах, проводившихся во время разработки этого метода, в качестве изоляции использовались обычные фарфоровые опорно – штыревые изоляторы типа ИШД – 35, предназначенные для монтажа колонок разъединителей открытых распределительных устройств, на которых размещался человек. При этом было установлено, что человек может касаться голого провода, несущего напряжения до 500 В, не испытывая неприятных ощущений. При большем напряжении вплоть до 1000 В прикосновение к проводу сопровождалось неприятным ощущением, а при напряжении 1000 – 4000 В – болезненным ощущением с явлением покалывания в месте касания от искры, возникающей между проводом и рукой.
С ростом напряжения мощность искры увеличивалась и усиливалась болезненность ощущения. При напряжении 8 – 10 кВ действие искры оказалось настолько значительным, что исключало возможность прикосновения к проводу.
Для ограничения установившегося тока применяется специальный экранирующий костюм, изготовленный из токопроводящей ткани и снабженный специальной обувью. Применяются также металлические экраны, защищающие пространство, в котором находится человек, работающий с изолирующего устройства.
Защитный костюм электрически соединяется с металлической рабочей площадкой изолирующего устройства. Он экранирует все тело человека, за исключением лица, кистей рук и ступней ног, благодаря чему емкостные токи уменьшаются в несколько раз и оказываются значительно ниже ощутимых токов. Применение экранирующих костюмов или других средств защиты от воздействия электрического поля является обязательным при работах с изолирующих устройств на линиях 220 кВ и выше.
Изолирующие устройства и вспомогательные приспособления.
Материалом для изготовления изолирующих устройств, предназначенных для изоляции человека от земли, а также вспомогательных изолирующих приспособлений, предназначенных для изоляции отдельных частей линий с разными потенциалами, служит, как правило, электротехнический древесно-слоистый пластик, а в отдельных случаях – текстолит, стеклотекстолит и подобные им электроизоляционные материалы, обладающие высокой электрической и механической прочностью. За рубежом находят применение также бакелит, различные пластмассы, в том числе усиленные стеклянным волокном.
Вспомогательные изолирующие приспособления, к которым относятся в первую очередь тяги и захваты, имеют конструкцию, соответствующую их назначениям.
Замена гирлянды изоляторов на ВЛ 110-220 кВ с металлическими опорами производится с применением изолирующего устройства, изолирующей тяги и поворотного крана, с помощью которого перемещаются старая и новая гирлянды.
Вначале монтеры, поднявшись на опору, укрепляют на траверсе над сменяемой гирляндой изолирующую тягу и поворотный кран. Затем монтер. Находящийся на изолирующем устройстве, укрепляет на проводе захваты тяг, при помощи натяжных винтов переводит нагрузку провода с гирлянды на тяги и отцепляет от гирлянды подвесной зажим, т.е. освобождает гирлянду от провода. После этого производится замена гирлянды. Монтер, находящийся на траверсе, закрепляет на верхнем изоляторе (заводит в зазор между шапкой и тарелкой изолятора) стальной хомут, укрепленный на конце каната поворотного крана. Краном поднимают гирлянду, отцепляют её от траверсы, а затем краном же переносят её к опоре и с помощью каната отпускают на землю.
Новая гирлянда подается к месту установки поворотным краном, сочленяется с подвесной арматурой и при помощи тех же натяжных винтов воспринимает нагрузку провода, разгружая тяги.
Причины поражения током и способы их устранения
При работах под напряжением на ВЛ электропередачи основной опасностью для персонала является опасность поражения током и ожога электрической дугой. Эта опасность существует как для человека, работающего на изолирующем устройстве, т.е. находящегося под потенциалом провода, так и для работающего на опоре.
Возможные причины поражения током человека, выполняющие эти работы, следующие:
1) недостаточная электрическая прочность устройства, изолирующего человека от земли или вспомогательных изолирующих приспособлений ( тяг, захватов и т.п.), вследствие чего изоляция их может быть перекрыта напряжением провода ВЛ относительно земли ;
2) недостаточная электрическая прочность изоляции провода линии на месте работы людей, вследствие чего она может быть перекрыта напряжением провода относительно земли;
3) приближение человека, работающего с изолирующего устройства, к телу опоры (или работающего с опоры – к проводу) на расстояние, при котором произойдет пробой воздушного промежутка между человеком и опорой (или проводом).
Электрическая прочность изолирующих устройств и приспособлений, т.е. их разрядное напряжение по поверхности, зависит от земли по изоляции: чем больше длина, тем выше разрядное напряжение.
Электрическая прочность изоляции провода относительно земли обусловливается разрядным напряжением по поверхности гирлянд изоляторов. На линиях с деревянными опорами фарфоровая (стеклянная) изоляция усиливается за счет последовательного включенного участка деревянной траверсы или стойки опоры.
Расстояние от человека, работающего с изолирующего устройства, до опоры (или работающего с опоры до провода) зависит главным образом от организации работы и выдерживается, как правило, самим работающим на глаз.
Условия безопасности. Для устранения указанных причин несчастных случаев необходимо, чтобы изоляция устройств, изолирующих человека от земли, и вспомогательных изолирующих приспособлений, а также изоляция проводов линий на месте работы людей и воздушный промежуток между человеком и частями линии, имеющими иной потенциал, обладали в период работы разрядными напряжениями, превышающими возможное напряжение проводов линии относительно земли в данном месте.
Напряжение провода относительно земли на месте работы людей может значительно превышать фазное напряжение линии в результате внутренних и атмосферных перенапряжений, значения от номинального которых находятся в зависимости напряжения линии и ряда других факторов.
5.2 Технические мероприятия, обеспечивающие безопасность работ со снятием напряжения
При подготовке рабочего места со снятием напряжения должны быть в указанном порядке выполнены следующие технические мероприятия:
произведены необходимые отключения и приняты меры, препятствующие подаче напряжения на место работы вследствие ошибочного или самопроизвольного включения коммутационных аппаратов;
на приводах ручного и на ключах дистанционного управления коммутационных аппаратов должны быть вывешены запрещающие плакаты;
проверено отсутствие напряжения на токоведущих частях, которые должны быть заземлены для защиты людей от поражения электрическим током;
наложено заземление (включены заземляющие ножи, а там, где они отсутствуют, установлены переносные заземления);
вывешены указательные плакаты «Заземлено», ограждены при необходимости рабочие места и оставшиеся под напряжением токоведущие части, вывешены предупреждающие и предписывающие плакаты.
Требования к персоналу
Персонал, обслуживающий электроустановки, должен пройти проверку знаний настоящих Правил и других нормативно-технических документов (правил и инструкций по технической эксплуатации, пожарной безопасности, пользованию защитными средствами, устройства электроустановок) в пределах требований, предъявляемых к соответствующей должности или профессии, и иметь соответствующую группу по электробезопасности в соответствии с приложением №1 к настоящим Правилам.
Персонал обязан соблюдать требования настоящих Правил, инструкций по охране труда, указания, полученные при инструктаже.
Опасность для обслуживающего персонала в электроустановках возникает тогда, когда повреждается изоляция оборудования и через заземлитель проходит ток короткого замыкания или ток короткого замыкания на землю. При прикосновении человека, например к баку выключателя, при повреждении изоляции его руки приобретут также потенциал и заземлителя, а ноги получат потенциал Uн, значение которого можно найти по кривой, показывающей распределение потенциалов. Следовательно тело человека подвергается разности потенциалов Uз-Uн, которую называют напряжением прикосновения Uпр:
Расчет заземляющих устройств на напряжение прикосновения производится при помощи ЭВМ.
Чем ближе к баку выключателя находится человек, тем меньше напряжение прикосновения. Если человек не касается бака, а подходит к нему, то правая и левая нога находятся каждая под своим потенциалом, а разность этих потенциалов называют шаговым напряжением.
Если молниеотвод установлен на таком месте, где вблизи могут находиться люди, то для того, чтобы обеспечить их безопасность, сопротивление обособленного заземлителя молниеотвода не должно превышать 10 Ом.
Обеспечить условия безопасности на ПС, т.е. снизить напряжение прикосновения до допустимых значений можно как снижением потенциала U заземлителя, уменьшая его сопротивление R, так и уменьшением коэффициента прикосновения 
приняв меры по выравниванию потенциала на территории ПС [21,c.42].
Вероятность поражения человека электрическим током под действием напряжения прикосновения и шага определяется как значением тока замыкания на землю, так и длительностью его протекания. Длительность протекания тока замыкания на землю не только усугубляет его физиологические последствия от протекания тока через человека, но и увеличивает вероятность его попадания под напряжение прикосновения и шага.
В соответствии с этим требования, предъявляемые к защитному заземлению электроустановок, должны определяться допустимым значением тока через тело человека с учетом его длительности и вероятности попадания человека под напряжения прикосновения и шага. Этот ток определяет допустимое значение напряжения на теле человека.
Однако по ПУЭ в системах с заземленной нейтралью защитное заземление ПС ВН нормировалось не по допустимому напряжению на теле человека, а по допустимому сопротивлению заземления.
Пожаротушение ПС производится первичными средствами: огнетушителями, песком и т.д. Выбор первичных средств пожаротушения производится дирекцией строящейся ПС на основе действующих норм.
5.3 Эксплуатация устройств защиты ПС от ПУМ
Устройства защиты от ПУМ ЭС и ПС требуют систематического надзора. Ответственными лицами за состояние устройств защиты от ПУМ являются на ЭС начальники электроцехов, а в электросетевых предприятиях – начальники ПС и начальники групп ПС. Для того чтобы вести систематический и технически грамотный надзор за состоянием и работой устройств защиты от ПУМ, нужно иметь полную техническую документацию и приборы, позволяющие контролировать состояние и работу молниеотводов.
Согласно Правилам технической эксплуатации ЭС и сетей для контроля состояния заземляющего устройства на ЭС и ПС должны производиться измерения сопротивления заземления после монтажа перед включением в эксплуатацию и после переустройства и капитального ремонта этих устройств, а затем через каждые 10 лет с выборочной проверкой их состояния со вскрытием грунта. Проверяется наличие нумерации на каждом стержневом молниеотводе и плакатов, предупреждающих об опасности нахождения людей вблизи молниеотвода во время грозы.
Осмотры устройств защиты. Для того чтобы защита от ПУМ в эксплуатации постоянно поддерживалась в исправном состоянии, она должна наравне со всем оборудованием ОРУ подвергаться систематическим осмотрам. Согласно [9] осмотры ПС с постоянным дежурным персоналом производится не реже чем 1 раз втрое суток.
Осмотры молниеотводов на территории ЭС и ПС производятся каждый год перед началом грозового сезона. Молниеотводы, установленные в ОРУ с постоянным дежурным персоналом, осматриваются в период грозового сезона после каждой близкой грозы. Выявленные неисправности заносятся в журнал дефектов, которые имеются у дежурного персонала, и сообщаются лицам, ответственным за состояние защиты от ПУМ.
Для контроля работы молниеотводов и изучения эффективности их действия на токоотводах и на металлических несущих конструкциях или на молниеприемниках молниеотводов с железобетонными опорами часто устанавливаются магнитные регистраторы, которые намагничиваются при прохождении по токоотводам и молниеприемникам токов молнии. Магнитные регистраторы обычно вынимаются из своих «гнезд» после окончания грозового сезона и отправляются в высоковольтные лаборатории ЭС и электросетевых предприятий для проверки их намагниченности и определения амплитуды токов молнии, которые вызвали это намагничивание. Случаи срабатывания молниеотводов должны отмечаться в ведомостях учета состояния защиты от ПУМ. [25]
5.4 ТБ при обслуживании разъединителей
При эксплуатации разъединителей необходимо соблюдать правила ТБ, изложенные в соответствующих параграфах ПТБ.
Все оперативные переключения с разъединителями должны выполняться в защитных касках. Для защиты персонала от воздействия дуги при отключении разъединителя и на случай поломки изоляторов над приводами аппаратов сооружаются защитные козырьки. Во время выполнения операций персонал обязан находиться под защитным козырьком и пользоваться диэлектрическими перчатками.
Необходимо помнить, что за время производства оперативных переключений, а также при регулировке разъединителей может произойти излом фарфорового изолятора и его падение особенно в морозную погоду. Поэтому необходимо тщательно осмотреть изоляторы с земли не имеются ли трещины на изоляторах. При наличии последних оперировать такими разъединителями ЗАПРЕЩАЕТСЯ.
Дата: 2019-05-29, просмотров: 206.
