1. Jakim narażeniom podlegają izolatory w warunkach pracy napowietrznej?

Narażenia, którym podlegają izolatory w warunkach napowietrznych można podzielić na trzy grupy:

- mechaniczne,

- elektryczne ,

- zabrudzeniowe.

Narażenia mechaniczne mogą mieć charakter stały lub zmienny. Charakter stały mają obciążenia

mechaniczne związane z masą elementów linii i naciągiem przewodów. Obciążenia zmienne wynikają ze

zmiennych warunków atmosferycznych takich jak: wiatr, oblodzenie, duże skoki temperatury. Należy

również uwzględniać narażenia związane ze stanami awaryjnymi, np. zerwanie przewodu.

Narażenia elektryczne wynikające z przepięć atmosferycznych i łączeniowych mają wpływ na wymiary

izolatorów. Izolatory muszą wytrzymać określone napięcia probiercze przemienne i piorunowe, a

w zakresie napięć znamionowych powyżej 220 kV również napięcia probiercze łączeniowe. Wartości

napięć probierczych podaje norma PN-EN 60071-1:2008. Wielkościami charakteryzującymi własności

elektryczne izolatorów są:

a) najwyższe dopuszczalne napięcie izolatora (dawniej napięcie znamionowe izolacji),

b) znamionowe napięcie probiercze przemienne na sucho i pod deszczem,

c) znamionowe napięcie probiercze piorunowe,

d) droga upływu,

e) droga przeskoku.

Narażenia zabrudzeniowe wynikają z łącznego oddziaływania zanieczyszczeń i wilgoci. Prądy

upływu płynące przez zawilgocone osady mogą być przyczyną znacznego osłabienia wytrzymałości

elektrycznej izolatorów. Izolatory przeznaczone do pracy w strefach o silnym zanieczyszczeniu atmosfery posiadają zwiększoną drogę upływu, np bardziej rozbudowany system kloszy. Najczęściej spotykanym

obecnie rozwiązaniem są klosze o różnej wielkości – na przemian większe i mniejsze

2. Podział izolatorów liniowych

Wysokonapięciowe izolatory liniowe można podzielić następująco:

a) izolatory stojące pniowe i deltowe (typ LSP i LSD, a także liniowe wsporcze LWP),

b) izolatory kołpakowe (porcelanowe typu LK i szklane typu PS),

c) izolatory pniowe (długopniowe) wiszące (typ LP lub LPZ, a także przeciwzabrudzeniowe oraz

kompozytowe),

d) izolatory trakcyjne (typ LT),

e) izolatory do linii elektroenergetycznych z przewodami izolowanymi (np. typ R125NA).

3. Wady i zalety izolatorów kołpakowych

ZALETY:

- możliwość zestawiania łańcuchów izolatorów jedno– i wielorzędowych o dowolnej długości,

- pęknięcie izolatora lub rozsypanie się całego klosza towarzyszące przebiciu izolacji pojedynczego

ogniwa odbywa się z zachowaniem połączenia mechanicznego,

- prosta technologia produkcji,

- duża wytrzymałość mechaniczna na rozciąganie – wewnątrz kołpaka materiał izolacyjny poddawany

jest naprężeniu ściskającemu

WADY:

- znaczny ciężar łańcucha ze względu na duży udział masy okuć,

- przebijalność,

- nierównomierny rozkład napięcia wzdłuż łańcucha.

4,5. Jaki jest rozkład napięcia na łańcuchu izolatorów przy uwzględnieniu pojemności ogniw

i pojemności do ziemi? i (5) przewodu roboczego?

Niejednostajność rozkładu napięcia wzdłuż łańcucha izolatorów kołpakowych wynika z wpływu pojemności poszczególnych ogniw względem uziemionej kon­strukcji słupa i względem przewodu roboczego. Zwykle, dla uproszczenia rozwa żań, przyjmuje się jednakowe pojemności okuć izolatorów względem ziemi oraz jednakowe pojemności tych okuć względem przewodu. W rzeczywistości pojemności te zwiększają się w miarę przybliżania się do uziemionej konstrukcji (C_z) i przybliżania się do przewodu roboczego (C_p). Ze względu na większe rozmiary uziemionej konstrukcji wsporczej w stosunku do wymiarów geometrycznych przewodu, pojemności C_z są na ogół znacznie większe od pojemności C_p. Rozkład napięcia jest tym silniej nierównomierny, im stosunki pojemności C_z/C i C_z/C_p są większe. Napięcia na poszczególnych ogniwach wzrastają przy przybliżaniu się do przewodu roboczego

Ponieważ napięcie na pojemności doziemnej U3 = I_z3<ωC_Z jest inne niż na pojemności do przewodu

U - U₃ = Ip₃/ωC_p , to również przy jednakowych pojemnościach - czyli przy C_p = C_z - rozkład jest niejednostajny. Warunkiem jednostajności rozkładu napięcia jest, aby prądy płynące przez po­jemność do przewodu i pojemność doziemną były jednakowej

Rozkład napięcia na łańcuchu izolatorów dla następujących przypadków: a) C_p = C_z = 0, b) C_p = 0, C_z * 0, c) C_p * 0, C_z = 0,

6. Wyjaśnić wpływ armatury ochronnej na rozkład napięcia

Dla wyrównania rozkładu napięcia należy powiększyć pojemności do przewodu ukuć izolatorów znajdujących się w pobliżu przewodu roboczego. Do tego celu służy armatura ochronna. Najczęściej stanowi ją metalowy pierścień otaczający łańcuch izolatorów w pewnej odległości od przewodu roboczego i połączony galwanicznie z przewodem roboczym

Armatura powiększa pojemność ogniw do przewodu wyrównując częściowo rozkład napięcia. Dokładniejsze wyrównanie rozkładu, uwarunkowane powyższym wzorem przedstawiającym relację między pojemnościami doziemnymi i do przewodu, wymagałoby zastosowania armatury o trudnych do wykonania złożonych kształtach.

7. Wytłumaczyć zjawisko wyrównywania się rozkładu napięcia przy wyładowaniach niezupełnych

Przeskok przy napięciu przemiennym 50 Hz poprzedzony jest wyładowaniami niezupełnymi. Prądy

przewodnościowe tych wyładowań są współmierne z prądami pojemnościowymi w łańcuchu poprawiając

pierwotny rozkład napięcia uwarunkowany samymi pojemnościami. Również duży wpływ na wspomniany

rozkład mają prądy pojemnościowe wynikające ze zmian pojemności podczas wyładowań.

8. Jak wpływa na wytrzymałość statyczną i udarową nierównomierny rozkład napięcia na łańcuchu izolatorów?