Napięcie znamionowe linii określa wymagania elektryczne stawiane izolatorom zgodnie z normą [7].
Podstawowe właściwości elektryczne izolatorów to: długość drogi przeskoku, długość drogi upływu oraz napięcie wytrzymywane.
Wymagana wytrzymałość mechaniczna jest określona w normie [8], Izolatory stojące sprawdza się na obciążenie siłą zginającą, natomiast izolatory wiszące i ich łańcuchy na obciążenie siłą rozciągającą. W tej normie podano również wymagany współczynnik bezpieczeństwa dla różnych rodzajów izolatorów.
Narażenia zabrudzeniowe izolacji napowietrznej i dobór izolatorów do warunków zabrudzeniowych są określone w normie [9], Przyjmuje się 4 strefy zabrudzeniowe o ściśle określonych kryteriach klasyfikacji, uwzględniających rodzaj i natężenie opadu pyłów (zanieczyszczeń) oraz konduktywność rozpuszczalnych składników tych zanieczyszczeń. Dla zorientowania się w istocie problemu przedstawiono w tablicy 1 długość drogi upływu w zależności od napięcia znamionowego linii i strefy zabrudzeniowej.
Tablica 1. Minimalna długość drogi upływu (w centymetrach) izolatorów linkwych
Napięcie znamionowe linii kV |
Strefa zabrudzeniowa | |||
I |
II |
III |
IV | |
15 |
30 |
45 |
60 |
70 |
110 |
210 |
270 |
340 |
460 |
400 |
720 |
920 |
1160 |
1560 |
Stosuje się następujące oznaczenia literowe typów izolatorów: L
- liniowe; S - stojące; W - wsporcze; P - pniowe; K - kołpakowe; Z
- zabrudzeniowe.
Oznaczenia liczbowe w symbolu typu izolatorów pniowych wiszących mają inne oznaczenia niż w symbolu izolatorów stojących, np. w izolatorze LP 75/31 określają średnicę pnia 75 mm i liczbę kloszy 31, a w izolatorze LWP8-24 określają znamionowaną wytrzymałość mechaniczną 8 kN oraz najwyższe dopuszczalne napięcie sieci 24 kV.
W liniach o napięciu znamionowym powyżej 1 kV stosuje się izolatory pniowe (stojące i wiszące) oraz kołpakowe. Izolator pniowy -zwany również długopniowym lub nieprzebijalnym - jest wykonany w taki sposób, aby długość najkrótszej drogi przebicia przez materiał izolacyjny (porcelanę) była równa co najmniej połowie drogi przeskoku w powietrzu. Izolator kołpakowy składa się z ceramicznego ldosza (porcelana lub szkło) oraz kołpaka (na górze) i trzonka (na dole), trwale połączonych z częścią izolacyjną. Łączenie trzonka z gniazdem w kołpaku kolejnego izolatora umożliwia tworzenie łańcucha izolatorów.
Łańcuch izolatorów tworzą połączone izolatory wiszące pniowe lub kołpakowe wraz z osprzętem. Rozróżnia się:
• łańcuchy jednorzędowe, utworzone z izolatorów połączonych szeregowo,
• łańcuchy wielorzędowe, złożone z dwóch lub więcej jednakowych izolatorów lub łańcuchów jednorzędowych połączonych równolegle,
• złożone układy łańcuchów izolatorów, zapewniające uzyskanie określonych właściwości mechanicznych lub elektrycznych (np. układ V).
W zależności od przeznaczenia stosuje się łańcuchy przelotowe lub odciągowe, różniące się osprzętem oraz wytrzymałością mechaniczną i elektryczną. Dla przykładu podano w tablicy 2 izolatory obecnie stosowane w I i łl strefie zabrudzeniowej, tj. w warunkach występujących najczęściej.
Tablica 2. Podstawowe typy izolatorów liniowych i tworzenie łańcuchów izolatorów w ł i II strefie zabrudzeniowej
Napięcie znamionowe linii kV |
Strefa za-brudzeni owa |
Izolatory lub łańcuchy na słupach | |
przelotowych |
mocnych | ||
400 |
1 |
21xPS160-D |
22xPS210-W |
II |
27xPS160-D |
27xPS210-W | |
220 |
I |
2xLP75/31 lub 2xLP75/17 |
2xLP75/31 lub 2xLP75/17 |
II |
2xLP75/31 lub 2xLPZ75/27 |
2xLP75/31 lub 2xLPZ75/27 | |
110 |
I |
LP75/3I lub LP75/17 |
LP75/31 lub LP75/17 |
II |
LP75/31 lub LPZ75/27 |
LP75/31 lub LPZ75/27 | |
15 |
Ii II |
LWP8-24 |
LWP8-24 lub LP60/5U |
33