Распределение напряжения по гирлянде изоляторов
В линиях высокого напряжения обычно применяют подвесные изоляторы в виде гирлянд, состоящих из последовательно сцепленных изоляторов. Гирлянды выполняются поддерживающими и на
 |
тяжными (рис. 3.10). Поддерживающие гирлянды подвешиваются вертикально на промежуточных опорах, а натяжные — крепятся на анкерных или угловых опорах. Естественно, что натяжные гирлянды испытывают большие механические нагрузки, чем поддерживающие.
Количество подвесных изоляторов в гирлянде выбирается в зависимости от величин номинальных напряжений линий электропередачи и мокроразрядных напряжений гирлянды. Количество изоляторов в гирляндах на напряжение 110—500 кВ в зависимости от величины напряжения с изоляцией нормального уровня нормируется Правилами устройства электроустановок (ПУЭ) (табл. 3.2). Количество подвесных и 
тип штыревых изоляторов для линий на напряжение 6 кВ выбираются из условия обеспечения надежности работы их в соответствии с «Инструкцией по проектированию изоляции в районах с чистой и загрязненной атмосферой», обычно для ВЛ 35 кВ число подвесных изоляторов выбирается равным трем.
На линиях напряжением до 110 кВ включительно в натяжных гирляндах число изоляторов увеличивается на единицу, а на линиях напряжением до 150 кВ и выше число изоляторов в натяжной и поддерживающей гирляндах принимается одинаковым.
Гирлянду изоляторов можно представить в виде емкостной цепочки (рис. 3.11, а), в которой С — собственная емкость тарельчатого изолятора (50—70 пФ); Cj — емкость отдельных тарельчатых изоляторов на землю и С2 — емкость изоляторов на провод. Значения емкостей по отношению к земле и проводу зависят от положения изолятора в гирлянде; в среднем находятся в пределах: С1 = 4—5 пФ, С2 = 0,5—1,0 пФ.
Наличие емкостей С1 и С2 и обусловливает неравномерное распределение напряжения по элементам гирлянды (рис. 3.11, б). Рассмотрим влияние только емкостей по отношению к земле (рис. 3.11, а). Вследствие ответвления тока в эти емкости токи, проходящие через собственные емкости изоляторов, а следовательно, и падения напряжения на изоляторах будут тем меньше, чем дальше от провода находится изолятор. Если теперь рассмотреть влия-
Напряжение
на изоляторе
Рис. 3.11. Распределение напряжения по гирлянде изоляторов:
а — гирлянда изоляторов и схема ее замещения; б — распределение напряжения
по гирлянде
ние только емкостей по отношению к проводу, то картина изменится: токи через емкости С и соответственно падения напряжения будут меньше на тех изоляторах, которые находятся в гирлянде дальше от заземленного конца.
В реальных условиях на первый изолятор гирлянды от провода приходится наибольшее напряжение, наименьшее — на изоляторы в ее середине и несколько повышенное — на изоляторы у заземленного ее конца. Однако неравномерное распределение напряжения вдоль гирлянды мало влияет на разрядные напряжения при сухой и мокрой поверхности изоляторов, так как при повышенных напряжениях напряженность поля вдоль гирлянды выравнивается действием коронного разряда.
Как показывают измерения, при одиночных проводах и числе изоляторов п > 6—10 на первый изолятор от провода приходится 20—25 % напряжения, приложенного ко всей гирлянде. В таких условиях на линиях напряжением 330 кВ и выше на ближайших к проводам изоляторах рабочее напряжение будет достаточным для появления коронного разряда. Однако на таких линиях применяются расщепленные провода, относительно которых емкость изоляторов будет значительно больше. Поэтому распределение напряжения вдоль гирлянды получается более равномерным, и корона при «хорошей» погоде отсутствует.
На гирляндах линий на напряжения 330кВ и выше для выравнивания распределения напряжения по изоляторам устанавливается экранная арматура, чаще всего овальной формы с плоскостью овала, располагающегося против вылета ребра ближайшего к проводу изолятора (см. рис. 3.10, б, в). Такая арматура снижает напряжение на ближайших к проводу изоляторах до уровня ниже коронного и повышает разрядное напряжение при импульсах, сохраняя мокроразрядное напряжение гирлянды на прежнем уровне.
При воздействии импульсного напряжения (разряд молнии) гирлянда ведет себя по-разному в зависимости от длительности действующей волны. При временах разряда более 3 мкс импульсный разряд по длинным гирляндам проходит по кратчайшему расстоянию, т.е. по воздуху. При очень малых временах разряда, т.е. на фронте импульсной волны, разряд проходит по поверхности каждого изолятора.