Izolatori i nosači izolatora

Sadržaj

1.Uvod...............................................................................................3

2.Izolatori..........................................................................................4

3.Vrste izolatora...............................................................................6

3.1.Niskonaponski izolatori...............................................................6

3.2.Visokonaponski izolatori.............................................................8

4.Nosači izolatora...........................................................................13

5.Zaključak......................................................................................15

6.Literatura................................................................................16

2

1.Uvod

Izolatori imaju dvostruku ulogu u elektroenergetskom sistemu:- električki izoliraju vodiče od stupa,-mehanički drže vodiče u određenom položaju, te prenose mehaničke sile s vodiča na stup.Opterećeni su električno i mehanički, a kod pojave električnog luka i termički. Materijali za izradu izolatora su: porculan, steatit, kaljeno staklo i kompozitni materijali.Izolatori se sastoje od izolacijskih i metalnih dijelova. Na nosače izolatora pričvršćujemo izolatore.Nosači izolatora se izgrađuju od mekog čelika,okruglog,kvadratičnog ili pravougaonskog presjeka.Na nosače izolatora pričvršćujemo izolatore.Nosači izolatora se izgrađuju od mekog čelika,okruglog,kvadratičnog ili pravougaonskog presjeka.

3

2.Izolatori

Vodiče nadzemnih vodova neposredno vežemo na izolatore.Izolatori izoluje vodič od stuba.Učvršćeni su nosačima izolatora, a ovi na konzolama stubova.Najvažnije osobine izolatora nadzemnih vodova su :-izolaciona moć-mehanička čvrstoćaTehničkim propisima za gradnju nadzemnih elektroenergetskih vodova zahtijevaju da izolator,odnosno izolatorski lanac ,kompletno montiran na vodu,mora izdržati napon prema tabeli (2.1.

Uzemljenje Nazivninapon

Najviši pogonski napon

Jednominutni podnosivi napon 50 Hz po kiši

Podnosivi udarni napon 1,2/50µs

kV kV kV kV

indirektno

3610203560110220

3,67,212243872,5123245

1622285070140230460

4660751251703255501050

direktno35110220380

38123245420

70185395

170450900

Tabela 2.1 Naponi koje izolator,odnosno izolatorski lanac kompletno montiran na vodu mora izdržati

Vrijednosti iz tablice vrijede za sljedeće atmosferske uslove:

-barometarski pritisak 101325Pa-temperatura +20o C-vlaga 11g/m3

Za dijelove voda na većim nadmorskim visinama potrebno je vrijednosti iz tabele pomnožiti sa sljedećim faktorima:

-za nadmorsku visinu do 1000m s faktorom 1,0-za nadmorsku visinu od 1000 do 1500m s faktorom 1,075-za nadmorsku visinu od 1500 do 2000m s faktorom 1,150-za nadmorsku visinu od 2000 do 2500m s faktorom 1,225

Tehnički propisi za gradnju nadzemnih elektroenergetskih vodova određuju veličinu mehaničkog opterećenja pojedinih vrsta izolatora.Izolatore,odnosno izolaciju voda možemo pojačati mehanički i električno.Pojačana mehanička sigurnost jeste pojačana sigurnost voda postignuta izolacijom koja je u mehaničkom pogledu jače dimenzionirana.Kod mehaničke pojačane izolacije upotrebljavamoumjesto jednog dva ili više potpornih izolatora,odnosno umjesto jednog dva ili više izolatorskih lanaca.U slučaju prekida jednog lanca preostali lanac ili preostali lanci omogućuu normalan rad voda.Izolatore,odnosno izolaciju voda,pojačavamoelektrično tako da postavljamo izolatore,odnosno izolatorske lance,čiji je jednominutni posnosivi napon 50 Hz po kiši za 15% veći od jednominutnig podnosivog napona 50Hz po kiši na preostalom dijelu voda.Jednostruki izolatorski lanci se obavezno električno pojačavaju,dok se kod niskonaponskih vodova ne primjenjuje električno pojačanje izolacije.

Mehaničko ili električno pojačanje izolacije primjenjuje se u sljedećim slučajevima:-na prelazima preko željezničkih pruga,-na prelazima preko PTT vodova,-na prelazima preko autoputeva i puteva od I so IV reda-na prelazima preko plovnih objekata-na prelazima preko plovnih objekata-na prelazima preko tramvajskih i trolejbuskih pruga,-na prelazima preko žičara i drugih vodova visokog i niskog napona-u naseljenim mjestima-na prepletnim stubovima

Izolator se sastoji od dva dijela:-dielektrika(za izoliranje)-mehaničke armature(za učvršćenje izolatora)

Danas se najviše upotrebljavaju porculanski izolatori.Porculan ima dobra mehanička i električna svojstva i hemijski je veoma postojan.Vanjska površina porculanskog izolatora je glazirana (smeđe ili zelene).Glazura je veoma glataka i ne propušta vlagu u unutrašnjost porculana.Dobro izrađen porculanski ima životnu dob i do 30 godina.Ako glazura na izolatoru ispuca,vlaga se uvuče u izolator i on izgubi izolacionu moć.u novije vrijeme upotrebljavaju se staklo i steatit za gradnju izolatora.Prednosti staklenih izolatora u odnosu na porculanske je jednostavnost i brzina njihove izrade. Stakleni izolatori imaju dielektričnu čvrstoću od 35.000 volti po jednm desetinu inča Pri električnom proboju stakleni izolator rasprskava i tako omogućava lakše pronalaženje mjesta kvara i brže otklanjanje kvara.Stakleni izolator primjenjujemo kod vodova svih napona.Steatit u odnosu na porculan ima veću mehaničku čvrstoću.Izolatori od steatita uglavnom se uptrebljavaju u električnim postrojenjima visokog napona za unutrašnju montažu.

5

3.Vrste izolatora

S obzirom na vrijednost nazivnog napona izolatore dijelimo na niskonaponske i visokonaponsek.

3.1.Niskonaponski izolatori

Niskonaponske izolatore dijelimo na :-potporne izolatore tipa N-zatezne valjkaste izolatore-zatezne izolatore tipa Z-zatezne jajolike izolatore

Potporni izolatora tipa N prikazan je na slici (3.1.),a zatezni valjkasti izolator na slici (3.2.)

Slika(3.1.)-Potporni izolator tipa N Slika(3.2.)-Zatezni valjkasti izolator

U tablici 3.1. date su dimenzije i karakteristične veličine potpornih izolatora tipa N.Izolatori N80 se više ne upotrebljavaju.

Oznaka JUS i DIN

Nazivni napon

Za presjeke vodiča do

Dimenzije Najmanji prelomni teret

Težina 100 komada

h D d

V mm2 mm mm mm N N

N80

N95

500

500

35

150

85

95

80

95

19/21

22/24

11772

14715

373

589

6

Tabela 3.1-Potporni izolatori tipa N,prema JUS N.F1.301/1959Za zatezaanje niskonaponskih vodiča upotrebljavamo razne zatezne izolatore.U tabeli 3.2. date su dimenzije i karakteristike veličine zateznih valjkastih izolatora.

Oznaka JUS i DIN Dimenzije

Najmanji prelomni teret

Težina 100 komadaH D D1 d r1

mm mm mm mm mm

Z 80 S80

Z 115 S115

80

115

80

115

50

72

22

32

6,5

8,0

9810

15696

490,5

1413

Tabela .3.2-Zatezni valjkasti izolator prema JUS N. F1. 306/1959

Slika(3.3)- Zatezni izolatori tipa Z Slika (3.4)-Zatezni jajoliki izolator

Zatezni izolator prikazan je na slici 3.3,a u tabeli 3.3 date su dimenzije i karakteristične veličine

Oznaka DIN

Dimenzije Najmanji prelomni teret

Dozvoljeni teret

Težina 100 komada

H h D d d1 a

mm mm mm mm mm mm N N N

Z 45 158 112 100 20 21 16 17658 5886 1275

Tabela 3.3-Zatezni i izolatori tipa Z prema DIN 48 152/3 .58.

7

Zatezni jajoliki izolator prikazan je naslici 3.4,a u tabeli 3.4 date su dimenzije i karakteristične veličine zateznih jajolikih izolatora.

OznakaDIN Dimenzije

Dozvoljena vučna sila

Težina 100komada

H b e c dmm mm mm mm mm N N

C30C40C70C100C140

304070100140

1420324560

1114266075

7,5881522

4881512

490127524531962019620

1962941472490515696

Tabela 3.4.-Zatezni jajoliki izolatori,prema DIN 48 152/8.43.

3.2.Visokonaponski izolatori

Visokonaponske izolatore dijelimo na-linijske potporne izolatore (zvonaste)-lančaste izolatore-provodne izolatore

Potporni izolatori nose sabirničke i ostale ne izolirane vodiče.Izražuju se od porculana tako da bez posljedica podnose naponska i mehanička naprezanja.Potporene izolatore karakterišu dvije veličineU zavisnosti od minimalne prelomne sile koju mogu zadržati potporni izolatori se dijele u tri grupe:

-grupa A,sa minimalnom prelomnom silom 3750 N-grupa B sa minimalnom prelomnom silom 7500 N-grupa C sa minimalnom prelomnom silom 12500 N

Grupe A,B,C odnose se na potporne izolatore za unutrašnju montažu,odnosno za napone do 35kV,jer se za više napone potporni izolatori rijetko koriste.

Zahvaljujući svojim dobrim mehaničkim i električnim svpjstvima epoksidne smole sve više nalaze primjenu u elektrotehnici,pa se primjenjuju i za proizvodnju potpornih izolatora.Uodnosu na porculanske izolatore,epoksidni se odlikuju manjim dimenzijama

8

Slika 3.5-Potporni izolatoriOznaka

JUS DIN

Nazivni napon voda

Dimenzije Najmanji preskočni napon

Najmanji prelomni teretH D D1 D2 d d1

suvo kiša

kV mm mm mm mm mm mm kV kV N

D 10 VHD10D 15 VHD15D 20 VHD20D 25 VHD25D 30 VHD30D 35 VHD35

101520253035

130150185215250290

135150175205230260

70788590100107

110120145165185210

282831323840

313135364345

68769099112124

5059738295107

9810981011772117721177212753

I 165I 220I 260

102035

105165210

165220260

6595115

------------

283435

313737

7095125

406480

9810981011772

Tabela 3.5- Visokonaponski linijski potporni izolatori prema JUS N.F1.101/1959

9

U postrojenjima nazivnih napona iznad 35kV upotrebljavaju se lančasti izolatori umjesto potpornih izolatora.Danas se upotrebljavaju tri vrste lančastih izolatora:-kapasti-masivni -štapastiLančasti izolator se sastoji od tri dijela:-čeličnog tučka-kape izolatora od temperovanog lima-porculanskog ili staklenog dijela.

Slika(3.6.)-Kapasti izolator Slika(3.7)-Masivni izolator

10

Slika (3.8)-Štapni izolatori

Na slici 3.6 prikazan je kapasti izolator.Ovaj izolator se označava sa K170/280.Dimenzije kapastog izolatora su :h-170mmD-280mmd-16mm

Na slici 3.7 i slici 3.8 prikazani su masivni i štapasti izolatori .U sledećoj tablici date su dimenzije i karakteristične veličine masivnih i štapastih izolatora.

OznakaBroj rebara

Dimenzije Težina Trajni teret

d1 d2 d3 a b c

mm mm mm mm mm mm N N

M 60/2M 75/2M 85/2L 60/5L 60/7L 75/9L 75/14L 85/14

2225791414

6075856060757585

200250280120120150150160

1116201116161620

25034038040552589512701305

19025028034044081011851205

1151551704545457575

63,8122,6166,868,778,5176,6245,2343,4

2452544145529742452529430441454414552974

Za izbor lančastih izolatora mjerodavan je udarni napon oblika 1,2/50µs i jednominutni podnosivi napon 50 Hz po kiši.Izabrani izolator ili izolatorski lanac treba da ima veću vrijednos jednominutnog podnosivog napona po kiši od one u tabeli 2.1 .

11

Slika.3.9 Dvostruki izolatorski lanciProvodni izolatori izoliraju gole vodiče od zida ili metalnih dijelova.Upotrebljavaju se pri prolazu vodiča iz prostorije u prostoriju, iz jednog dijela oklopljenog rasklopnog postrojenja u drugi, ili iz rasklopnog postrojenja u slobodan prostor

Razlikujemo:- provodne izolatore za okrugle vodiče - provodne izolatore za plosnate vodiče

Provodni izolatori imaju tri karakteristične veličine:-nazivni napon,-minimalna prelomn sila -nazivna struja

Provodni izolatori zvode se za nazivne struje: 200, 400, 600, 1000, 1500 i 2000 AZa veće struje koriste se provodni izolatori s vodičima pljosnatog presjeka

12

Slika.3.10.-Provodni izolatori

Kroz provodni izolator vodič prolazi cijelom dužinom,zbog čega su oni dinamički jače napregnuti od potpornih izololatora.Stoga se izvode u samo dvije grupe provodnih izolatora:-grupa B s minimalnom prelomnom silom 7500 N-grupa C s minimalnom prelomnom silom 12500 N

4.Nosači izolatora Na nosače izolatora pričvršćujemo izolatore.Nosači izolatora se izgrađuju od mekog čelika,okruglog,kvadratičnog ili pravougaonskog presjeka.S obzirom na oblik dijelimo ih na:-krive nosače-ravne nosače

Krivi nosači se primjenjuju kod drvenih stubova,i to tako da se direktno učvršćuju u drvo.Ravne nosače učvršćujemo na konzolama drvenih stubova i drugim željeznim konstrukcijama.S obzirom na vrijednosti nazivnog napona nosače izolatora dijelimo na:

-nosače niskonaponskih izolatora-nosače visokonaponskih izolatora

13

Slika(4.1)-Nosači izolatora tipa N za nadzemne vodove niskog napona

Znaka JUSDimenzije Dozvoljeni

teretTežina

l a b c d d1 e f

mm mm mm mm mm mm mm mm N NNPN 16x85ANPN 19x85ANPN 16x85BNPN16x100BNPN 19x85BNPN19x120B

175185175190185220

85858510085120

901009090100100

505050505050

161916161919

M16M20M20M16M20M20

666666

78511772747274744154415

3,145,305,105,405,896,97

NSN 16FNSN 16FNSN 16GNSN 19ENSN 19FNSN 19G

75230759523095

100145100110145110

55100-80100-

161616161616

-M16--M20-

131313131313

100100100105105105

4,7110,795,107,5516,298,04

14

Tabela 4.1-Nosači izolatora tipa N za nadzemne vodove niskog napona,prema JUS F1.601/196 i JUS N.F1. 062/1962

Dozvoljeni teret F izolatora NSN ovisi o vertikalnom teretu G,ali nije veći od 1300N.Izolatore N 80 postavljamo na nosače d=16mm,a izolatore N 95 na nosače d=19mm.

Za učvršćivanje zateznih (škel) izolatora upotrebljavaju se stremenovi prikazani na slici 4.2,a u tablici 4.3 date su njihove dimenzije i karakteristične veličine.

Slika(4.2)-Stremeni za učvršćivanje zateznih (šekl) valjkastih izolatora

5.Zaključak

Prema nazivnom naponu izolatore dijelimo na niskonaponske i visokonaponske izolatore.Niskonaponski izolatori dijele se na -potporne izolatore tipa N80 i N95-zatezni valjkasti izolatori tipa Z80 Z115-zatezni izolatori tipa Z-zatezni jajoliki izolatoriPotporni izolatori tipa N80 koriste se za nošenje vodiča do 25 mm2,a tip N95 od 35-150 mm2

Potporni izolatori koriste se na mjestima gdje su manja mehanička naprezanja za razliku od zateznih izolatora.Visoko naponski izolatori dijele se na -liniske potporne izolatore-lančaste izolatore-provodne izolatore.

15

Linijeski potporni izolator koristi ze napon do 35kV,a mogu biti tipa D i tipa I.Potporni izolatori tipa D koriste se na mjestima gdje se traži normalna električna izolacija, a tia I na mjestima gdje se traži ojačana električna sigurnost. U postrojenjima nazivnih napona iznad 35kV upotrebljavaju se lančasti izolatori.Lančaste izolatore dijelimo na :kapaste.masivne i štapaste.Na nosače izolatora postavljamo izolatore.Prema obliku nosače izolatora dijelimo na prave i krive.Krivi nosači izolatora primjenjuju se kod drvenih stubova,a pravi na konzolama ili drugim željeznim konstrukcijama.Prema naponu nosači izolatora mogu biti niskonaponski i visokonaponski.

6.Literatura

1. Rajko Misita „Elektroenergetske mreže“ za 3 i 4 razred,V izdanje,Sarajevo

2. Rajko Misita „Elektroenergtska postrojenja“ za 3 i 4 razred,IV izdanje,Sarajevo

3. Zabilješke sa časova i internet

16

17

18

19

20