Определение числа изоляторов по нормативным документам
Согласно ПУЭ, на ВЛ 110 кВ и выше должны применяться только подвесные изоляторы; на ВЛ 35 кВ и ниже могут применяться подвесные и штыревые (в том числе опорно-стержневые) изоляторы.
Количество подвесных изоляторов с длиной пути утечки не менее 25 см в гирляндах ВЛ 6-35 кВ рекомендуется принимать следующим: для ВЛ до 10 кВ - 1 изолятор, 20 кВ - 2 изолятора, 35 кВ - 3 изолятора. На ВЛ 35 кВ с деревянными опорами в поддерживающей гирлянде рекомендуется применять два изолятора.
Количество подвесных и тип штыревых изоляторов для ВЛ 6-35 кВ выбираются независимо от высоты над уровнем моря.
Количество подвесных изоляторов для ВЛ 110-500 кВ выбирается из условия обеспечения надежной работы при рабочем напряжении, для чего минимальная удельная длина пути утечки гирлянды в районах с чистой атмосферой и с обычными полевыми загрязнениями, расположенных на высоте до 1000 м над уровнем моря, должна быть не менее 1,3 см/кВ действующего значения наибольшего рабочего напряжения с учетом коэффициента эффективности использования длины пути утечки изолятора.
Количество изоляторов в гирлянде, полученное из условия минимальной удельной длины пути утечки, для компенсации возможного появления нулевых (поврежденных) изоляторов должно быть увеличено на один
изолятор для ВЛ 110-220 кВ и на два изолятора для ВЛ 330-500 кВ. При применении изоляторов с отношением длины пути утечки к строительной высоте более 2,3 гирлянда, выбранная по рабочему напряжению, проверяется по условию воздействия коммутационных перенапряжений.
|
|
|
Количество элементов наиболее распространенных типов изоляторов в поддерживающих гирляндах ВЛ 10-500 кВ, проходящих на высоте до 1000 м над уровнем моря, рекомендуется принимать по таблице 3 (в указанное количество включены запасные изоляторы).
На ВЛ 110-220 кВ с деревянными опорами в районах, где не наблюдается возгорания деревянных опор, количество изоляторов в гирлянде принимается на один меньше, чем рекомендовано по таблице 5.
Задача для самостоятельного решения
Определить необходимое число подвесных изоляторов для линии электропередач номинальным напряжением Uном, выполненной на металлических опорах с учетом условий окружающей среды.
Расчет произвести:
а) по методу оценки длины пути для токов утечки,
б) по величине средней допустимой мокроразрядной напряженности.
Рассчитанные значения сравнить с рекомендуемыми по ПУЭ. Сделать вывод о методиках расчетов, сравнить результаты расчетов и выбрать окончательный вариант решения.
Таблица 1 – Исходные данные по вариантам
| № вар | Тип Изолятора | Напря-жение, кВ | Степень загрязненности атмосферы | Материал опор | Гирлянда |
| 1 | ПС-40 | 35 | нулевая | деревянные | подвесная |
| 2 | ПС-4,5 | 110 | слабая | металлические | натяжная |
| 3 | ПС210 | 330 | средняя | металлические | натяжная |
| 4 | ПФ60-Б | 220 | выше среднего | деревянные | подвесная |
| 5 | ПФГ-6А | 750 | сильная | металлические | натяжная |
| 6 | ПС-120 | 500 | нулевая | железобетонные | натяжная |
| 7 | ПСК-300 | 110 | слабая | металлические | натяжная |
| 8 | ПМ-4,5 | 220 | средняя | деревянные | подвесная |
| 9 | ПСВ-120 | 750 | выше среднего | металлические | натяжная |
| 10 | ПФ6-А | 330 | сильная | металлические | натяжная |
| 11 | ПС160-Б | 500 | слабая | железобетонные | натяжная |
| 12 | ПР-3,5 | 330 | средняя | металлические | подвесная |
| 13 | ПС-120 | 500 | выше среднего | металлические | натяжная |
| 14 | ПС-300 | 110 | сильная | деревянные | подвесная |
| 15 | ПФЕ-16 | 150 | слабая | металлические | натяжная |
| 16 | ПМ-4,5 | 330 | средняя | железобетонные | натяжная |
| 17 | ПС400 | 220 | выше среднего | металлические | подвесная |
| 18 | ПСВ-120 | 220 | сильная | металлические | натяжная |
| 19 | ПФЕ-11 | 35 | слабая | металлические | подвесная |
| 20 | ПФ6-А | 35 | средняя | деревянные | натяжная |
| 21 | ПФ70 | 35 | нулевая | металлические | натяжная |
| 22 | ПС160-Б | 110 | слабая | металлические | подвесная |
| 23 | ПСВ-120 | 330 | средняя | железобетонные | натяжная |
| 24 | ПР-3,5 | 220 | выше среднего | металлические | подвесная |
| 25 | ПФВ70 | 750 | сильная | железобетонные | подвесная |
| 26 | ПФ6-А | 500 | слабая | металлические | натяжная |
| 27 | ПСК210 | 110 | нулевая | деревянные | подвесная |
| 28 | ПМ-4,5 | 35 | слабая | металлические | натяжная |
| 29 | ПФ70 | 110 | средняя | металлические | подвесная |
| 30 | ПСВ-120 | 330 | выше среднего | железобетонные | натяжная |
| 31 | ПС-300 | 220 | сильная | металлические | натяжная |
| 32 | ПСД70 | 750 | слабая | металлические | подвесная |
| 33 | ПС160-Б | 500 | нулевая | железобетонные | натяжная |
| 34 | ПС210 | 110 | слабая | металлические | подвесная |
| 35 | ПР-3,5 | 35 | средняя | деревянные | натяжная |
| 36 | ПФ60-Б | 110 | выше среднего | металлические | подвесная |
| 37 | ПМ-4,5 | 330 | сильная | железобетонные | подвесная |
| 38 | ПСК210 | 220 | слабая | металлические | подвесная |
| 39 | ПСК-300 | 750 | нулевая | металлические | натяжная |
| 40 | ПФ60-Б | 500 | слабая | железобетонные | подвесная |
| 41 | ПСК-300 | 110 | средняя | металлические | натяжная |
| 42 | ПФЕ-16 | 35 | выше среднего | деревянные | подвесная |
| 43 | ПР-3,5 | 330 | сильная | металлические | натяжная |
| 44 | ПС160-В | 35 | слабая | железобетонные | натяжная |
| 45 | ПФЕ-11 | 110 | нулевая | металлические | натяжная |
| 46 | ПС210 | 330 | слабая | металлические | подвесная |
| 47 | ПС400 | 220 | средняя | деревянные | натяжная |
| 48 | ПСВ-120 | 750 | выше среднего | металлические | подвесная |
| 49 | ПС210 | 500 | сильная | металлические | натяжная |
| 50 | ПСК-300 | 110 | слабая | металлические |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 2 – Наибольшие рабочие напряжения и расчетные кратности внутренних перенапряжений, принимаемые при выборе изоляции для класса напряжений 
кВ
| Показатель | Изолированная нейтраль | Эффективно заземленная нейтраль | |||||||||||
| 3 | 6 | 10 | 15 | 20 | 35 | 110 | 150 | 220 | 330 | 500 | 750 | 1150 | |
Наибольшее рабочее напряжение  кВ
| 3,6 | 7,2 | 12 | 17,5 | 23 | 40,5 | 126 | 172 | 252 | 363 | 525 | 787 | 1200 |
Отношение 
| 1,2 | 1,2 | 1,2 | 1,17 | 1,15 | 1,16 | 1,15 | 1,15 | 1,15 | 1,1 | 1,05 | 1,05 | 1,05 |
Наибольшее рабочее фазное напряжение  , кВ
| 2,1 | 4,2 | 6,9 | 10,1 | 13,3 | 23,4 | 72,7 | 100 | 145 | 210 | 303 | 454,4 | 693 |
Амплитуда наибольшего рабочего фазного напряжения  , кВ
| 2,94 | 5,9 | 9,7 | 14,3 | 18,8 | 33,1 | 103 | 141 | 206 | 296 | 429 | 643 | 980 |
Расчетная кратность внутренних перенапряжений 
| 4,5 | 4,5 | 4,5 | 4,0 | 4,0 | 3,5 | 3,0 | 3,0 | 3,0 | 2,7 | 2,5 | 2,1 | 1,8 |
Примечание – степень заземления нейтрали сети характеризуется наивысшим значением коэффициента замыкания на землю для схем данной сети, возможных в условиях эксплуатации.
Таблица 3 – Нормированная удельная эффективная длина пути утечки
| Степень загрязненности атмосферы | l ут , см/кВ (не менее) | ||
| для воздушных линий при номинальном напряжении, кВ | |||
| 35 | 110–220 | 330–750 | |
| I II III IV V VI | 1,7 1,90 2,25 2,60 3,50 4,00 | 1,30 1,60 1,90 2,25 3,00 3,50 | 1,30 1,50 1,80 2,25 3,00 3,50 |
Если число изоляторов в гирлянде, рассчитанное по соотношению (6), ненамного превышает число изоляторов, определенное по выражению (2), количество изоляторов в гирлянде следует увеличить; если же, согласно условию (6), число изоляторов необходимо увеличить на 3–4 и более, целесообразнее использовать специальные изоляторы, имеющие повышенную длину пути токов утечки.
Таблица 4 – Характеристики линейных изоляторов
| Тип | Основные размеры, мм | Длина пути утечки, мм | Разрушающая электромеханическая нагрузка, кН, не менее | Пробивное напряжение, кВ, не менее | Выдерживаемое напряжение, кВ | Масса изолятора, кг, не более | |||||
| Строительная высота H | Диаметр изолятора D | Диаметр стержня d | Одноминутное при 50Гц не менее | Импульсное 1%-ное разрядное напряжение при волне 1,2/50мкс, не менее | |||||||
| В сухом сост. | Под дождем | + | – | ||||||||
| Подвесные изоляторы из закаленного стекла (ГОСТ 6490-83*Е) | |||||||||||
| ПС40 | 
| 
| 11 | 
| 40 | 100 | _ | 30 | 70 | 74 | 1,78 |
| ПС 70-Д | 
или
| 
| 16 | 
| 70 | 130 | _ | 40 | 90 | 100 | 3,49 или 3,56 |
| (ПС-Б, ПС-4,5) | 130 | 255 | 16 | 295 | 60 | 90* | 65 | 40 | 105 | 107 | 4,1 |
| (ПС6-В) | 120 | 320 | 16 | 300 | 60 | 90* | 65 | 40 | 74 | 72 | 5,0 |
| (ПС120-А) |
| 
| 16 | 
| 120 | 130 | _ | 45 | 110 | 110 | 5,41 |
| ПС120-Б |
|
| 16 | 
| 120 | 130 | _ | 45 | 100 | 100 | 4,43 |
| (ПС160-Б) | 170 | 280 | 20 | 368 | 160 | 130 | _ | 35 | 100 | 115 | 7,8 |
| ПС160-В |
| 
| 20 | 
| 160 | 130 | _ | _ | 110 | 115 | 6,58 6,43 |
| (ПС210-Б) | 
| 
| 20 | 
| 210 | 130 | _ | 40 | 110 | 115 | 8,50 |
| ПСК210-А | 
| 
| 20 | 
| 210 | 130 | _ | _ | 90 | 90 | 8,95 |
| ПС210-В |
| 
| 20 |
| 210 | 130 | _ | _ | 110 | 110 | 7,5 |
| (ПС300-Б) | 195 |
| 24 | 420 | 300 | 130 | _ | 50 | 120 | 115 | 11,5 |
| ПСК300-К | 
| 
| 24 | 
| 300 | 130 | _ | _ | 85 | 90 | 14,02 |
| ПС300-В | 
|
| 24 |
| 300 | 130 | _ | _ | 130 | 130 | 10,05 |
| ПС400-А | 
| 
| 28 | 
| 400 | 130 | _ | _ | 120 | 120 | 17,0 |
| Подвесные фарфоровые изоляторы (ГОСТ 6490-83*Е) | |||||||||||
| 167 | 270 | 16 | 285 | 60 | 110* | 60 | 32 | 125 | 130 | 6,5 | |
| (ПФ6-А, П-4,5) ПФ70-А |
или
| 
| 16 | 
| 70 | 130 | _ | _ | 90 | 90 | 4,6 или 4,5 |
| (ПФ6-Б, ПМ-4,5) | 140 | 270 | 16 | 280 | 60 | 100* | 60 | 32 | 125 | 130 | 6,0 |
| ПФ70-В |
| 
| 16 | 
| 70 | 130 | _ | _ | 110 | 110 | 5,1 |
| (ПФ6-Б) | 140 | 270 | 16 | 325 | 60 | 100* | 60 | 32 | 125 | 130 | 5,3 |
| (ПФЕ-11) | 183 | 320 | 20 | 385 | 145 | 125* | 68 | 40 | _ | _ | 9,0 |
| (ПФ16-А) | 173 | 280 | 20 | 385 | 160 | 135 | _ | 40 | 105 | 105 | 8,6 |
| (ПФЕ-16) | 194 | 350 | 20 | 420 | 200 | 125 | 68 | 44 | 130 | 135 | 12,8 |
| Подвесные изоляторы для районов с повышенным уровнем загрязнения | |||||||||||
| (ПФГ-5, ПР-3,5) | 196 | 250 | 16 | 450 | 50 | 110* | 95 | 41 | _ | _ | 10,4 |
| (ПФГ6-А, НС-2) | 198 | 270 | 16 | 470 | 60 | 110* | 100 | 45 | 190 | 173 | 8,1 |
| ПФВ70-А | 127 | 270 | 16 | 375 | 70 | 130 | _ | 40 | 115 | 110 | 5,09 |
| (ПФГ60-Б) | 125 | 270 | 16 | 375 | 60 | 130 | _ | 40 | 115 | 110 | 5,1 |
| (ПСГ70-А) |
| 
| 16 | 
| 70 | 130 | _ | 40 | 125 | 120 | 5,2 |
| ПСД70-ДМ |
| 
| 16 | 
| 70 | 130 | _ | 40 | 125 | 120 | 4,8 |
| (ПСГ6-А) | 130 | 270 | 16 | 400 | 60 | 95* | 85 | 50 | 135 | 128 | 5,3 |
| (ПСГ12-А) | 137 | 300 | 16 | 425 | 120 | 90* | 85 | 50 | 125 | 119 | 7,3 |
| ПСВ120-А |
|
| 16 | 
| 120 | 130 | _ | _ | 110 | 110 | 7,02 |
| ПСВ-120Б |
|
| 16 | 
| 120 | 130 | _ | _ | 125 | 125 | 5,4 |
| ПСГ-16 | 166 | 345 | 20 | 495 | 160 | 130 | 92 | 50 | _ | _ | 11,0 |
Примечания:
1. В обозначениях типов изоляторов согласно ГОСТ 6490-83*Е буквы означают: П - подвесной; С – стеклянный; Ф – фарфоровый; Г – грязестойкий; К – конический; Д – двукрылый; В – с вытянутым вниз ребром; С (второе) – сферический; А, Б, В т.д. (в конце) – различные модификации (типоразмеры) данного типа изолятора. Цифры в обозначениях типов подвесных изоляторов показывают электромеханическую разрушающую нагрузку, кН.
2. Конструкции шапки и стержня изоляторов обеспечивают нормальное шарнирное зацепление в соответствии с стандартом СЭВ 170-95.
3. В скобках даны старые обозначения изоляторов.
4. В графе «Размер диаметра стержня» для стержневых изоляторов дробью указаны размеры отверстия в изоляторе для крюка или штыря.
5. Значения пробивного напряжения даны для испытаний в изоляционной среде с удельным сопротивлением 
, а значения, отмеченные звездочкой, - в трансформаторном масле.
6. Отношение пробивного напряжения к выдерживаемому напряжению для штыревых стеклянных изоляторов в сухом состоянии не должно быть менее 1,8.
7. Вероятность безотказной работы изоляторов разных типов составляет 0,997-0,999 и указывается в соответствующих ГОСТ и ТУ, что соответствует ежегодной отбраковке 0,3-0,1 % изоляторов в год.
8. Срок службы подвесных изоляторов разных типов составляет 25-40 лет, а для штыревых-15-20 лет и указывается в соответствующих ГОСТ и ТУ.
Таблица 5 – Рекомендованное количество изоляторов в гирляндах воздушных линий электропередач
| Тип изолятора | Количество изоляторов, шт., при номинальном напряжении ВЛ, кВ | ||||||||
| 10 | 20 | 35 | 110 | 150 | 220 | 330 | 500 | 750 | |
| ПФ6-А (П-4,5) | 1 | 3 | 3 | 7 | 9 | 13 | 19 | - | - |
| ПФ6-Б (ПМ-4,5) | 1 | 3 | 3 | 7 | 10 | 14 | 20 | 27 | - |
| ПФ6 – В ПФ16-А | 1 | 3 | 3 | 7 | 9 | 13 | 19 | 26 | - |
| ПФ16-А | - | - | - | 6 | 8 | 11 | 17 | 23 | - |
| ПФ20-А (ПФЕ-16) | - | - | - | - | - | 10 | 14 | 20 | 27 |
| П-8,5 | - | - | - | 6 | 8 | 11 | 16 | 22 | - |
| П-11 | - | - | - | 6 | 8 | 11 | 15 | 21 | - |
| ПФЕ-11 | - | - | - | 6 | 8 | 11 | 16 | 21 | - |
| ПС6-А (ПС-4,5) | 1 | 3 | 3 | 8 | 10 | 14 | 21 | 29 | - |
| ПС6-Б | - | - | - | 8 | 10 | 14 | 21 | 29 | - |
| ПС-11 (ПС-8,5) | - | - | - | 7 | 8 | 12 | 17 | 24 | - |
| ПС12-А | - | - | 3 | 7 | 9 | 13 | 19 | 26 | - |
| ПС16-А (ЛС-16) | - | - | - | 6 | 8 | 11 | 16 | 22 | - |
| ПС16-Б | - | -- | - | 6 | 8 | 12 | 17 | 24 | - |
| ПС22-А | - | - | - | - | - | 10 | 15 | 21 | 30 |
| ПС30-А (ЛС-30) | - | - | - | - | 11 | 16 | 22 | 32 | |
| ПС30-Б | - | - | - | - | - | 11 | 16 | 22 | 32 |
Примечания:
1. Количество изоляторов определено в соответствии «Инструкцией по проектированию изоляции в районах с чистой и загрязненной атмосферой» (И34-70-009-83) и удельной длиной утечки.
для ВЛ 6-20 кВ -2,2 см/кВ; для ВЛ 35 кВ -1,9 см/кВ;
для ВЛ 110-220 кВ -1,6 см/кВ; для ВЛ 330-1150 кВ-1,5 см/кВ.
2. Для ВЛ напряжением до 220 кВ включительно с деревянными опорами количество изоляторов принимается на один меньше, чем указано в таблице.
3. Коэффициенты запаса прочности изоляторов должны быть не менее 2,7 при наибольшей нагрузке, 5 при среднеэксплуатационной нагрузке, 1,8 и 2,0 в аварийном режиме соответственно для ВЛ 3-300 и 400-1150 кВ по отношению к гарантированной прочности изоляторов.
4. Количество изоляторов всех типов натяжных гирляндах ВЛ напряжением до 110 кВ включительно следует увеличивать на один изолятор по сравнению с поддерживающими гирляндами.
5. В двухцепных поддерживающих гирляндах ВЛ 330 кВ и выше количество изоляторов в каждой цепи увеличено на 5 % по сравнению с указанным в таблице.
6. На переходных опорах высотой более 40 м количество изоляторов в гирляндах следует увеличивать по сравнению с принятым на остальных опорах данной ВЛ на один изолятор на каждые 10 м высоты опоры сверх 40 м.
7. Приведенное в таблице количество изоляторов дано для ВЛ 110 кВ и выше, проходящих на высоте до 1000 м над уровнем моря, количество изоляторов в гирляндах следует определять по удельной длине пути утечки изоляции, которую следует увеличить:
при высоте от 1000 до 2000 м – на 5%;
более 2000 до 3000 м – на 10%;
более3000 до 4000 м – на 15 %.
Количество подвесных и тип штыревых изоляторов для ВЛ 6-35 кВ выбираются независимо от высоты над уровнем моря.
8. Типы и количество изоляторов для ВЛ, проходящих в местах, где изоляция подвержена загрязнению (солончаки, соленые озера, промышленные предприятия, берег моря и т.п.), должны выбираться с учетом местных условий на основании действующей «Инструкции по проектированию изоляции в районах с чистой и загрязненной атмосферой» (И34-70-009-83), а также на основании результатов опыта эксплуатации или специальных исследований изоляции ВЛ в данном районе.
9. Изоляторы типов ПСД70-ДМ и ПСВ120-А применяются в основном в районах с загрязненной атмосферой.
10. В таблице в скобках даны названия старых аналогичных типов изоляторов, снятых с производства, или количество изоляторов для многоцепных гирлянд.
Дата добавления: 2021-07-19; просмотров: 1427; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!