visokonaponski izolatori

7/23/2019 Visokonaponski Izolatori

1/15

Izolatori i vrste izolatora


2/15

Sadraj

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

2.Izolatori i vrste izolatora.........................................................................42.1.Potporni izolatori................................................................................ .....52.2.Provodni izolatori...................................................................................82.3.Lanasti izolatori..................................................................................103.Izbor izolatora................................................................................... .....11

4.Zakljuak............................... .................................................................13

5.Literatura...............................................................................................14

2


3/15

1.Uvod

Izolatori u elektroteni!i zauzi"aju jedno od najvaniji ure#aja jer oni su ti koji drenadze"ne vodove iznad ze"lje.$lektrini izolator je "aterijal u koje" ne"a slo%odni nosila!a elektrino& na%oja' pa z%o&to&a vrlo sla%o vodi elektrinu struju.Izolatori su u (irokoj upora%i u elektroteni!i' od por!ulanski visokonaponski izolatora zavisokonaponske vodove' preko izola!ijski "aterijala koji"a se presvlae elektrini vodii'

do razni u"jetni "aterijala za ku)i(ta elektrini ure#aja i alata' tijela elektroinstala!ijsko&"aterijala' izola!ije rastavljaa u rasklopni" ure#aji"a jake struje' ploa za izradu tiskaniploi!a za elektroniku' izoliraju)i *olija za izradu kondenzatora i dr. +anas se najvi(eupotre%ljavaju por!ulanski izolatori z%o& to&a (to por!ulan i"a do%ra elektrina i "eanikasvojstva . ,isokonaponski" izolatori"a se posve)ujpo najvi(e panje'sa"i" ti" na "jesti"a&dje se postavljaju visokonaponski izolatori zatjeva se velika "eanika si&urnost jer

pu!anje visokonaponski izolatora "oe dovesti do pada vodia na ze"lju (to predstavlja iopasnost za ljudski ivot.U nastavku teksta o%ra#eno je detaljno o visokonaponski" izolatori"a'te o njiovi"karakteristika"a i podjela"a.

3


4/15

2.Izolatori i vrste izolatora

+anas se najvi(e upotre%ljavaju por!ulanski izolatori.Por!ulan i"a do%ra "eanika ielektrina svojstva i e"ijski je veo"a postojan.,anjska povr(ina por!ulansko& izolatora je&lazirana -s"e#e ili zelene./lazura je veo"a &lataka i ne propu(ta vla&u u unutra(njost

por!ulana.+o%ro izra#en por!ulanski i"a ivotnu do% i do 30 &odina.ko &lazura na izolatoruispu!a'vla&a se uvue u izolator i on iz&u%i izola!ionu "o).

u novije vrije"e upotre%ljavaju se staklo i steatit za &radnju izolatora.Prednosti stakleniizolatora u odnosu na por!ulanske je jednostavnost i %rzina njiove izrade. Stakleni izolatorii"aju dielektrinu vrsto)u od 35.000 volti po jedn" desetinu ina Pri elektrino" pro%ojustakleni izolator rasprskava i tako o"o&u)ava lak(e pronalaenje "jesta kvara i %reotklanjanje kvara.Stakleni izolator pri"jenjuje"o kod vodova svi napona.Steatit u odnosu na

por!ulan i"a ve)u "eaniku vrsto)u.Izolatori od steatita u&lavno" se uptre%ljavaju uelektrini" postrojenji"a visoko& napona za unutra(nju "ontau.

S o%ziro" na vrijednost nazivno& napona izolatore dijeli"o na niskonaponske ivisokonaponsek.

roz nastavak teksta o%raditi )e"o visokonaponseke izolatore.

,isokonaponske izolatore "oe"o podijeliti napotporne izolatoreprovodne izolatorelanaste izolatore

4


5/15

2.1.Potporni izolatori

Potporni izolatori nose sa%irnike i ostale ne izolirane vodie.Izrauju se od por!ulana tako da%ez posljedi!a podnose naponska i "eanika naprezanja.Potporene izolatore karakteri(u dvije veliineU zavisnosti od "ini"alne prelo"ne sile koju "o&u zadrati potporni izolatori se dijele u tri&rupe

&rupa 'sa "ini"alno" prelo"no" silo" 350 6

&rupa 7 sa "ini"alno" prelo"no" silo" 500 6&rupa sa "ini"alno" prelo"no" silo" 12500 6

/rupe '7' odnose se na potporne izolatore za unutra(nju "ontau'odnosno za napone do35k,'jer se za vi(e napone potporni izolatori rijetko koriste.

9avaljuju)i svoji" do%ri" "eaniki" i elektrini" svojstvi"a epoksidne s"ole sve vi(enalaze pri"jenu u elektroteni!i'pa se pri"jenjuju i za proizvodnju potporni izolatora.Uodnosu na por!ulanske izolatore'epoksidni se odlikuju "anji" di"enzija"a pa se naje()e

pri"jenjuju u elektrini" aparati"a.$poksidni potporni izolator se sastoji od epoksidno&tijela s "etalni" vro" za uvr()ivanje vodia na izolatore i podnoje" za uvr()ivanjeizolatora na podlo&u.Potporni izolator za prostorije i"aju sljede)e oznakes okru&li" podnoje"'sla%iji...........................S:-por!ulanski'S:e-epoksidnis okru&li" podnoje"'jai...............................S7:-por!ulanski'S7:e-epoksidnis ovalni" podnoje"'sla%iji.............................S;-por!ulanski'S;e-epoksidnis ovalni" podnoje".jai.................................S7;-por!ulanski'S7;e-epoksidnis kvadratini" podnoje"'najjai....................S


6/15

dopu(teni "o"ent savijanja ?1 za presjek neposredno ispod kape "anji je -radi "anjepovr(ine presjeka ne&o dopu(teni "o"ent savijanja ?2 za presjek neposredno iznadpodnojano to se sasvi" op)enito ne odnosi i na sile' tako da je potre%no odrediti o%je sile

Slika.2.1.1.Porculanski potporni izolator

U"jetno s"olni potporni izolatorine"aju "etalnu kapu niti podnojekonstruk!ija i" je takva da su jednake vrsto)e i u &ornje" i u donje" dijelu izolatorako je % raz"ak iz"e#u &ornje& ru%a i najoptere)enije& presjeka na dnu izolatora dopu(tenasila na polovi!i visine sa%irni!e iznosi

o> %@pA @po

> %

&dje je

udaljenost vati(ta sile @p do &ornje& ru%a izolatora.9a "alu vrijednost -B0 sila @p "oe %iti ve)a od sile @poU neki" sluajevi"a 'radi veliki sila'nije "o&u)e koristiti niti potporne izolatore &rupe 'pase tada postavljaju po dva potporna izolatora u svaku potpornu taku.

C


7/15

Slika 2.1.1.Umjetno smolni potporni izolator


8/15

Slika.2.1Potporni izolatori tipa I i tipa D

;znaka

DUS +I6

6azivninaponvoda

+i"enzije 6aj"anjipreskoni

napon

6aj"anjiprelo"ni

teretE + +1 +2 d d1suvo ki(a

k, "" "" "" "" "" "" k, k, 6

+ 10 ,E+10+ 15 ,E+15+ 20 ,E+20+ 25 ,E+25+ 30 ,E+30+ 35 ,E+35

101520253035

1301501852152502F0

135150152052302C0

0885F010010

1101201451C5185210

282831323840

3131353C4345

C8CF0FF112124

505F382F5

10

F810F8101121121121253

I 1C5I 220

I 2C0

1020

35

1051C5

210

1C5220

2C0

C5F5

115

GG

G

2834

35

313

3

0F5

125

40C4

80

F810F810

112U ta%eli date su standardne di"enzije i karakteristike potporni izolatora tipa I i tipa +


9/15

2.2.Provodni zolatori

Provodni izolatori izoliraju &ole vodie od zida kada vodii prelaze iz prostorije u prostoriju'iz )elije u )eliju ili iz z&rade u okolni prostor .Upotre%ljavaju se kao izvodi iz trans*or"atoraili aparata.:azlikuje"ozidne provodne izolatoreprovodne izolatore za aparate;vdje nas iskljuivo interesuju zidni provodni izolatori.;ni se izvode u dva osnovna tipaprovodni izolatori za unutra(nje prostorijeprovodni izolator za ulaz u unutra(njost prostorije.

Provodni izolatori i"aju tri karakteristine veliinenazivni napon'"ini"alna prelo"n silanazivna struja

roz provodni izolator vodi prolazi !ijelo" duino"'z%o& e&a su oni dina"iki jaenapre&nuti od potporni izololatora.Sto&a se izvode u sa"o dvije &rupe provodni izolatora&rupa 7 s "ini"alno" prelo"no" silo" 500 6&rupa s "ini"alno" prelo"no" silo" 12500 6

Slika-2.2.1Provodini izolator za unutranje postrojenje

F


10/15

Slika-2.2.2.Provodni izolator za ulaz u unutranje postrojenje

Provodni izolatori se izvod%e za nazivne struje od200' 400' C00' 1000' 1500' 2000 .;dpotporni izolatora razlikuju se jo( po to"e (to su podvr&nute tert"iko" djelovanju strujekratko& spoja.U zavisnosti od nazivne struje odre#ena je i "aksi"alna struja kratko&spoja'koja kroz provodni izolator s"ije te)i jednu sekundu'a da pri to"e ne s"ije %iti o(te)en.

=e struje iznose

6azivna struja - Struja kratko& spoja-k za 1 sekundu

200 F400 1CC00 42

100 821500 1202000 184

Provodni izolatori za prostorije nose oznake +7 1G400. +7 10GC00' + 10G1500 itd.U ozna!iprvi %roj oznaava po&onski napon u k, za koju se izolator "oe upotrije%iti'a dru&i nazivnustruju u .Prvo slovo -+ u ozna!i op)enita je oznaka provodno& izolatora'dok dru&o slovo -7ili oznaava "ini"alnu prelo"nu silu.=ako na pri"jer provodni izolator oznake +710GC00 ira#en je za nazivni napon 10k,'nazivnu strujeu C00 i "ini"alnu prelo"nu silu od5006.

ko provodni izolator slui za ulaz u postrojenje 'onda nose oznake +7@ 10G400'+7@ 10GC00itd.;ve oznake i"aju isto znaenje kao i kod provodni izolatora za postrojenje.;snovna razlika iz"e#u provodni izolatora za prostorije i provodni izolatora za ulaz u

postrojenje sastoji se u vrijednosti preskono& napona'a s ti" i u vezi i konstruk!iji oviizolatora.Provodni izolator za ulaz u postrojenje izloeni su djelovanju at"os*erski

padavina'z%o& to&a se "oraju konstruktivno izvesti tako da i" preskoni napon %ude ve)ine&o kod provodni izolatora za prostorije.=o se postie na taj nain da provodni izolatori zau prostorije i"aju ve)i %roj re%ara od provodni izolatora.Provodni izolatori se privr()uju po"o)u priru%ni!a'dok se za privr()ivanje priru%ni!aupotre%ljavaju vij!i'i to za napone do 3k, vij!i ?10' a za napone do 35k, vij!i 1G2 H u zave)e napone vij!i 5G8 H.

9avaljuju)i do%ri" elektrini" i "eaniki" oso%ina"a sintetiki s"ola'one se danasupotre%ljavaju za proizvodnju provodni izolatora.

10


11/15

2.3.Lanasti izolatori

U postrojenji"a nazivni napona iznad 35k, upotre%ljavaju se lanasti izolatori u"jesto

potporni.Svra i" je ista'kao i kod provodni izolatora.Izvode se kao

kapasti izolatori -sl.2.3.1 "asivni izolatori-sl.2.3.2 (tapasti izolatori-sl.2.3.3

Slika 2.3.1apasti izolator Slika 2.3.2"asivni izolator Slka 2.3.3tapasi zolator

9a rasteretne i nosive lan!e u rasklopni" postrojenji"a preporuuje se kori(tenje dvostruko&lan!a z%o& ve)e vjerovatno)e pojave elektrino& luka ne&o na vodovi"a te z%o& znatnio(te)enja koje "oe izazvati pad sa%irni!a.lternativni "aterijal por!ulanu je kaljeno staklo' &dje se "o&u vidjeti o(te)enja. 7roj kapastilanaka u izolatorsko" lan!u ovisi onajvi(e" naponu i otpornosti na %ona naprezanja -vjetar.Pojedini lan!i izolatora spajaju se u"etanje" %ati)a u zdjeli!u te osi&uranje" spojaod&ovaraju)i" zatiko". Lako sastavljanje i rastavljanje kapasti lanaka %itno je za "ontau iza"jenu -pod napono" o(te)eni dijelova' pa je pre!iznost o%rade spojni dijelova izuzetno

vana. :adi %olje& odravanja si&urnosni raz"aka kod najjai vjetrova koriste se zavje(enja uo%liku slova , s dva izolatora -a na&nutost izolatora doprinosi %olje" sa"oi()enju. 9asastavljanje u ko"pletan lana! koristi se ovjesni i za(titni pri%or. ada se z%o& veliki vertikalni

11


12/15

optere)enja koriste dvostruki izolatorski lan!i' oni se na krajevi"a povezuju odstojni!i"a. 6akrajevi"a lana!e se postavljaju ro&ovi koji osi&uravaju da eventualni pro%oj odvede luk kroz zrak

%ez o(te)enja povr(ine izolatora. od vi(i napona se takoner postavljaju torusni poten!ijalniprsteni koji one"o&u)avaju visoke jakosti polja na "etalni" dijelovi"a ovjesa koji suo%uva)eni prsteno". 6a donje" dijelu izolatora nalazi se stezaljka za vodi. Stezaljka "oe %iti

po *unk!iji nosna ili otponska. 6osne -vrste stezaljke *iksno dre vodi' ali su naje()e &i%ljivoovje(ene o izolatorski lana!. ;tponske -otpusne stezaljke dopu(taju vodiu da proklizne izutvrnene pozi!ije kad nate& vodia s jedne strane pre"a(i odrenenu vrijednost i povue

izolatorski lana!. :adi to&a se s"anjuju sile koje djeluju na nosne stupove. Postoje i kliznestezaljke koje dopu(taju vodiu proklizavanje i potpuno uzduno rastere)enje nosni stupova'ali se u nas ne koriste. 6a zatezni" -rasteretni" stupovi"a izolatorski lan!i vise &otovovodoravno' a zatezna stezaljka vrsto dri vodi. ,odi tu prelazi u kratki spojni vodi kojislo%odno visi ispod izolatora. Pri to"e se vodi rauna o si&urnosno" rasporedu spojnivodia u &lavi zatezno& stupa.

3.Iz%or izolatora

,e) s"o ranije rekli da u zavisnosti od "ini"alne prelo"ne sile koju "o&u izdrati potporniizolatori se dijele u tri &rupe&rupa 'sa "ini"alno" prelo"no" silo" 350 6&rupa 7 sa "ini"alno" prelo"no" silo" 500 6&rupa sa "ini"alno" prelo"no" silo" 12500 69a iz%or &rupe potporni izolatora "jerodavno je dina"iko naprezanje'tj.prelo"na sila usluaju kratko& spoja'koju "oe"o izraunati iz o%ras!a

lJ@A0'2ksIu2 K6

a/dje sulJ-"raz"ak iz"e#u dva susjedna potporna izloatora iste *aze'kao (to je prikazano nasli!i 4.1a-"raz"ak iz'e#u sa%irniki vodiaIu-kudarna struja kratko& spoja

Iz%or lanasti izolatora vr(i se za elektrino postrojenje na isti nain kao i kodvisokonaponski vodova'na osnovu "eaniki i elekrini naprezanja.Izolator'odnosnoizolatorski lana!'ko"pletno "ontiran kao na vodu "ora izdrati napone kao u slede)oj ta%eli.

Uze"ljenjnje

"ree

?aksi"alni po&onski

napon k,

Dedno"inutni podnosivi

napon 50Ez pod ki(o"k,

Podnosivi udarni

napon 1'2G50Ms k,

l1

l2

lJ

a

12


13/15

nije kruto 3'C'21238123245

1C222802304C0

45C05105501050

kruto 123245

1853F5

450F00

=a%ela 4.1

9a iz%or lanasti izolatora "jerodavan je udarnai napon o%lika 1'2G50 "ikrosekundi ijedno"inutni podnosivi napon 50 Ez po ki(i.Iza%rani izolator ili izolatorski lana! tre%a da i"aistu ili ve)u vrijednost jedno"inutno& podnosivo& napon po ki(i od ono& iz ta%ele 4.1 zanazivni napon i vrstu uze"ljenja.U postrojenji"a se'u interesu si&urnosti po&onsko&oso%lja'visina jedno"inutno& podnosivo& napona pove)ava za 15 N.=i"e se pove)ava ielektrina si&urnost'dok se ve)a "eanika si&urnost postie dvostruki" izolatorski" lan!e"U ta%li!i 4.2. date su elektrine vrijednosti izolatorski lana!a.

;znakaizolatora pre"aDUSu

7roj lanaka Podnosivi napon50 Ez po ki(i

Srednjipreskoninapon 50Ez

po ki(i

Podnosiviudarni naponk,

10G280-ranije 3

12345C8F101112

50F51411822232C12FF33354144524F0

55151552002452832F314134554F53F

1220F2F13345553CC1500828C4F4C102

? C0G2-ranije,5G2

123

C81218C

5140205

182300423

? 5G2-ranije ,5G2

12345C

8C1C323C30F382450

F51802C03404204F5

24538C532C818FC4

85G2-, 85G2

12345

F1125F341423

1001F5285354C5

255414533C8F5

LC0G5-,L C0G5

12

82155

F010

1328

L C0G

-,L C0G

1

2

10F

200

120

220

218

410L 5GF 1 205 225 382

13


14/15

- ,L 5GF 2 3FC 435 3

U ozna!i kapasti izolatora %roj 10 oznaava visinu od tuka do tuka'a %roj 280preniktanjira u "".od "asivni i (tapasti izolatora prvi %roj oznaava prenik jez&re u ""' adru&i %roj oznaava %roj re%ara.=ako 'na pri"jer'oznaka L C0G5kae na"a da se radio(tapasto" izolatoru sa 5 re%ara kod koje& je prenik jez&re C0"".

4.9akljuak

Izolatori i"aju dvostruku ulo&uelektriki izoliraju vodie od stupa"eaniki dre vodie u odre#eno" poloaju;ptere)eni su elektriki i "eaniki' a kod pojave elektrino& luka i ter"iki.lasini"aterijal za izolator je por!ulan. 6ovi "aterijali staklo' silikonska &u"a-i"aju svoje

prednosti ispred por!ulana Onpr. o(te)enja stakla su vidljiva' silikonska &u"a jeelastinaIzolatori se sastoje od izola!ijski tijela i od "etalni dijelova .,isokonaponske izolatore "oe"o podijeliti na potporne'lanaste i provodne izolatore.Potporni izolatorinose sa%irnike i ostale ne izolirane vodie.Izrauju se od por!ulana takoda %ez posljedi!a podnose naponska i "eanika naprezanja'izra#uju se u tri &rupe.Provodni izolatoriizoliraju &ole vodie od zida kada vodii prelaze iz prostorije u prostoriju'

iz )elije u )eliju ili iz z&rade u okolni prostor. ;ni se izvode u dva osnovna tipaprovodni izolatori za unutra(nje prostorijeprovodni izolator za ulaz u unutra(njost prostorije.U postrojenji"a nazivni napona iznad 35k, upotre%ljavaju selanasti izolatoriu"jesto

potporni.+ijele se na kapasti izolatori"asivni izolatori(tapasti izolatori9a iz%or &rupe potporni izolatora "jerodavno je dina"iko naprezanje'tj.prelo"na sila usluaju kratko& spoja.9a iz%or lanasti izolatora "jerodavan je udarnai napon o%lika 1'2G50 "ikrosekundi i

jedno"inutni podnosivi napon 50 Ez po ki(i. 9a rasteretne i nosive lan!e u rasklopni"postrojenji"a preporuuje se kori(tenje dvostruko& izolatorsko& lan!a.

14


15/15

5.Literatura

1. :ajko ?isitaH$lektroener&etske "reeH za 3. i 4.razred

2. :ajko ?isitaH$lektroener&etska postrojenjaH za 3. i 4. razred

3. 9a%ilje(ke sa asova

4. Internet skripte

15

visokonaponski izolatori

Documents