Nosaci Izolatora i Izolatori

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 čvrstoća Tehničkim propisima za gradnju nadzemnih elektroenergetskih vodova zahtijevaju da izolator,odnosno izolatorski lanac ,kompletno montiran na vodu,mora izdržati napon prema tabeli (2.1. Uzemljenje

Nazivni napon

Najviši pogonski napon

kV

indirektno

direktno

3 6 10 20 35 60 110 220 35 110 220 380

Jednominutni podnosivi napon 50 Hz po kiši

kV 3,6 7,2 12 24 38 72,5 123 245 38 123 245 420

kV 16 22 28 50 70 140 230 460 70 185 395

Podnosivi udarni napon 1,2/50µs kV 46 60 75 125 170 325 550 1050 170 450 900

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 Težina prelomni 100 teret komada

h

D

d

V

mm2

mm

mm

mm

N

N

N80

500

35

85

80

19/21

11772

373

N95

500

150

95

95

22/24

14715

589

Tabela 3.1-Potporni izolatori tipa N,prema JUS N.F1.301/1959 6

Za zatezaanje niskonaponskih vodiča upotrebljavamo razne zatezne izolatore. U tabeli 3.2. date su dimenzije i karakteristike veličine zateznih valjkastih izolatora.

Oznaka JUS i DIN

Najmanji prelomni teret

Težina 100 komada

Dimenzije H D

D1

d

r1

mm

mm

mm

mm

mm

Z 80 S80

80

80

50

22

6,5

9810

490,5

Z 115 S115

115

115

72

32

8,0

15696

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 Dimenzije Oznaka DIN Z 45

H

h

D

d

d1

a

mm 158

mm 112

mm 100

mm 20

mm 21

mm 16

Najmanji prelomni teret N 17658

Dozvoljeni Težina teret 100 komada N N 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. Oznaka DIN

C30 C40 C70 C100 C140

Dimenzije H mm 30 40 70 100 140

b mm 14 20 32 45 60

e mm 11 14 26 60 75

c mm 7,5 8 8 15 22

d mm 4 8 8 15 12

Dozvoljena vučna sila

Težina 100 komada

N 490 1275 2453 19620 19620

N 196 294 1472 4905 15696

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 veličine U 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 izolatori

Oznaka JUS DIN

Nazivni Dimenzije napon H D voda

Najmanji prelomni teret

mm 70 78 85 90 100 107

Najmanji preskočni D2 d d1 napon suvo kiša mm mm mm kV kV 110 28 31 68 50 120 28 31 76 59 145 31 35 90 73 165 32 36 99 82 185 38 43 112 95 210 40 45 124 107

D1

D 10 VHD10 D 15 VHD15 D 20 VHD20 D 25 VHD25 D 30 VHD30 D 35 VHD35

kV 10 15 20 25 30 35

mm 130 150 185 215 250 290

mm 135 150 175 205 230 260

I 165 I 220 I 260

10 20 35

105 165 210

165 220 260

65 95 115

----------

9810 9810 11772

9

28 34 35

31 37 37

70 95 125

40 64 80

N 9810 9810 11772 11772 11772 12753

Tabela 3.5- Visokonaponski linijski potporni izolatori prema JUS N.F1.101/1959 U postrojenjima nazivnih napona iznad 35kV upotrebljavaju se lančasti izolatori umjesto potpornih izolatora. Danas se upotrebljavaju tri vrste lančastih izolatora: -kapasti -masivni -štapasti Lančasti 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-170mm D-280mm d-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.

Oznaka

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

Broj rebara

2 2 2 5 7 9 14 14

Dimenzije d1 mm 60 75 85 60 60 75 75 85

d2 mm 200 250 280 120 120 150 150 160

Težina d3 mm 11 16 20 11 16 16 16 20

a mm 250 340 380 405 525 895 1270 1305

b mm 190 250 280 340 440 810 1185 1205

c mm 115 155 170 45 45 45 75 75

N 63,8 122,6 166,8 68,7 78,5 176,6 245,2 343,4

Trajni teret

N 24525 44145 52974 24525 29430 44145 44145 52974

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 lanci Provodni izolatori izoliraju gole vodiče od zida ili metalnih dijelova.Upotrebljav aju 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 A Za veće struje koriste se provodni izolatori s vodičima pljosnatog presjeka

Slika.3.10.-Provodni izolatori

12

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

Dimenzije Znaka JUS l

a

mm mm NPN 16x85A NPN 19x85A NPN 16x85B NPN16x100B NPN 19x85B NPN19x120B NSN 16F NSN 16F NSN 16G NSN 19E NSN 19F NSN 19G

175 185 175 190 185 220

b

c

d

d1

e

f

mm

mm

mm

mm

mm

mm

85 85 85 100 85 120

90 100 90 90 100 100

50 50 50 50 50 50

16 19 16 16 19 19

M16 M20 M20 M16 M20 M20

6 6 6 6 6 6

75 230 75 95 230 95

100 145 100 110 145 110

55 100 80 100 -

16 16 16 16 16 16

M16 M20 -

13 13 13 13 13 13

Dozvoljeni teret

Težina

N

N

785 1177 2747 2747 4415 4415 100 100 100 105 105 105

3,14 5,30 5,10 5,40 5,89 6,97 4,71 10,79 5,10 7,55 16,29 8,04

Tabela 4.1-Nosači izolatora tipa N za nadzemne vodove niskog napona,prema JUS F1.601/196 i JUS N.F1. 062/1962 14

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 izolatori Potporni 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. 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. 15

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