Каждой воздушной линии нужен один элемент на каждой опоре: способ удерживать токоведущий провод вдали от конструкции, которая его несёт. На большинстве распределительных столбов из дерева и стали эта функция возложена на устройства, установленные на перекладине. Строители линий называют эти детали изоляторами на перекладину, и это название охватывает несколько совершенно разных типов оборудования. Понимание того, какой именно элемент имеется в виду на чертеже, предотвращает ошибку при заказе.
В отделе заказов RaxPower неоднозначность возникает еженедельно. Запрос на "изолятор крестовины" обычно означает две совпадающие детали: сам изолирующий элемент и стальной штырь или кронштейн, на котором он устанавливается. Данное руководство разъясняет эту комбинацию. Оно определяет класс, разбирает анатомию сборки, описывает три способа монтажа и завершается деталями интерфейса, которые определяют, подходят ли части к крестовине.
Что такое изолятор на перекладину на самом деле
Штыревой изолятор, старейший представитель этого семейства, изолирует провод от резьбовой опорной шпильки на столбе — роль, которую он исполняет ещё со времён телеграфа. Юбки, образованные вокруг корпуса, действуют как зонты. Они удерживают внутреннюю поверхность сухой и удлиняют путь утечки, который дождь и загрязнения в противном случае сократили бы.
Штыревые изоляторы, несущие фазные провода над деревянной перекладиной.
Классический узел состоит из трёх деталей. Оцинкованная шпилька перекладины вворачивается в заранее просверленное отверстие в перекладине и стоит вертикально. Корпус изолятора навинчивается на верхнюю резьбу шпильки и опирается на поясок. Проводник затем укладывается в паз на корпусе и закрепляется вязальной проволокой.
Как узел изолятора крепится к перекладине
Классическая сборка состоит из трёх деталей. Оцинкованный штырь крестовины вворачивается в предварительно просверленное отверстие в крестовине и встаёт вертикально. Корпус изолятора навинчивается на верхнюю резьбу штыря и опирается на уступ. Проводник затем размещается в пазу на корпусе и закрепляется крепежной проволокой.
Пазы определяют способ крепления проводника. Изолятор с верхней посадкой удерживает провод в пазу на короне, тогда как боковые пазы размещают провод на плече корпуса. Оба полагаются на вязальную проволоку, а не на резьбу, для фиксации проводника. Монтажные аксессуары выдерживают ту же дисциплину. Шпильки и хомуты скобового типа с обратносменяемыми держателями размерно согласованы со стандартными размерами шейки, так что корпус и его крепёж остаются совместимыми даже при разных брендах.
Следуйте за силой. Вес проводника, лёд и ветер давят на провод в паз изолятора, и паз нагружает корпус преимущественно на сжатие. Корпус передаёт эту нагрузку через поясок шпильки на её стебель, а стебель — в перекладину. Ни один этап пути не опирается на вязальную проволоку как на элемент прочности; она только удерживает проводник в заданном положении.
Механический путь от проводника к перекладине
Когда ветер нагружает пролёт на угловом столбе, изолятор испытывает поперечную тягу, стремящуюся вывернуть шпильку из перекладины. На прямолинейных участках преобладает вертикальное сжатие. Считывайте крепёж так же, как любую траекторию нагрузки. Подвесная нить вращается; перекладинный изолятор передаёт нагрузку прямо в болтовые отверстия перекладины.
Когда ветер нагружает пролёт на угловой опоре, изолятор испытывает боковую тягу, которая стремится вывернуть штырь из крестовины. В прямолинейных позициях преобладает вертикальное сжатие. Анализируйте фурнитуру так же, как понимаете любой путь нагрузки. Подвесная гирлянда поворачивается; изолятор на крестовине передаёт нагрузку прямо в болтовые отверстия крестовины.
Именно здесь скрываются более глубокие вопросы интерфейса — в общем бюджете нагрузок между крестовиной и изолятором. Полевые отказы в этом месте восходят к передаче нагрузки, полевому распределению напряжённости и сочетанию коррозии, всё это описано в статье сайта на [[T1]] . Данное руководство остаётся на стороне определений.. Класс делится на три варианта монтажа, и тип определяет, как узел встречается с перекладиной. Каждый вариант отвечает на различный механический вопрос, поэтому выбор редко взаимозаменяем.
Три варианта монтажа: штыревой, опорный и катушечный
Штыревые изоляторы навинчиваются на резьбовой стебель шпильки перекладины, которая анкерится в самой перекладине. Каталоги охватывают варианты от цельнокорпусных фарфоровых до многосоставных полимерных, классы примерно от 11 кВ до 36 кВ и выше. Многосоставные конструкции наращивают юбки на одном стебле, чтобы добавить путь утечки там, где более тяжёлые распределительные классы требуют этого, а профили с туманообразными чашами или повышенной утечкой служат зонам с экстремальными загрязнениями. Распределительные линии опираются на этот тип для большинства прямолинейных и угловых позиций.
Штыревой тип: накручивается на шпильку перекладины
Опорные изоляторы заменяют резьбовой стебель на болтовое основание, которое зажимается к перекладине. Верхние части выполняются как верхний штырь, вертикальная зажимная головка, горизонтальная зажимная головка или усиленное основание, каждое соответствует различному расположению проводника. Болтовое основание принимает балочный изгиб свыше 40 кН, что требуется для более тяжёлых классов и крутых углов трассы.
Опорный тип: основание с болтовым креплением к лицевой поверхности перекладины
Катушечные изоляторы крепятся иначе: болт проходит через их центральное отверстие в лицевую поверхность перекладины, шпильку, вилку или вторичный кронштейн. Проводник находится в ребристом наружном пазу, а центр принимает крепёж. Рабочие бригады используют их на вторичных и нейтральных цепях, для закрепления сервисных вводов в горизонтальном или вертикальном положении, а народное прозвище «ананасы» происходит от рифлёной формы.
Катушечный тип: крепление болтом через центральное отверстие
Блок-изоляторы монтируются иначе: болт проходит через их центральное отверстие в лицевую сторону крестовины, через блок-болт, вилку или вторичную стойку. Проводник размещается в пазах наружной оболочки, а центр принимает крепление. Бригады используют их на вторичных и нулевых цепях, тупиковых сервисных вводах в горизонтальном или вертикальном положении, а торговое прозвище "ананасы" происходит от рёбристой формы.
| Стиль | Типичная нагрузка | Штыревой |
|---|---|---|
| Накручивается на шпильку перекладины, резьбой ввинченную в перекладину | Фазные провода распределения на прямолинейных и угловых столбах | Болтовое основание, зажатое на лицевой поверхности перекладины |
| Опорные | Более тяжёлые балочные нагрузки и высшие классы | Катушечный |
| Болт через центральное отверстие | Вторичные, нейтральные и позиции сервисных вводов | Пройдите вдоль старой питающей линии, и почти каждый перекладинный изолятор будет фарфоровым. Керамика мокрого процесса, обожжённая с глазурованной поверхностью, отводит воду и устойчива к влаге, коррозии и химическому воздействию — вот почему она остаётся стандартным материалом корпуса для штыревых и катушечных изоляторов. Глазурь — не косметика; это рабочая поверхность изоляции. |
Фарфор или полимер на позиции перекладины
Полимерные версии той же геометрии появились на столбах рядом с фарфоровыми. Композитный штыревой или опорный изолятор сохраняет монтажное сопряжение, но меняет корпус: силиконовые юбки поверх стеклопластикового сердечника с металлическими концевыми фитингами. Юбки выдерживают погоду и загрязнения, а сердечник несёт нагрузку, поэтому полимерный изолятор может повторить габариты фарфорового при значительно меньшем весе при монтаже.
Глазурованный фарфоровый корпус над своей резьбовой металлической втулкой.
Выбор между фарфором и полимером на перекладине сводится к трём практическим вопросам. Вес при подъёме даёт преимущество полимеру, поскольку рабочие поднимают сотни изоляторов на столбы за один сезон. Загрязнённый воздух даёт преимущество силиконовым юбкам, которые удерживают свою водоотталкивающую поверхность там, где осаждаются промышленные или прибрежные загрязнения. Программы с проверенным запасом фарфора часто остаются на глазури, потому что корпуса недороги, боево испытаны и просты для визуального осмотра.
Напряжение сортирует семейство почти так же чисто, как монтаж. Штыревые изоляторы доминируют в распределительных работах и остаются распространёнными в энергосетях до 33 кВ, при этом каталожные варианты охватывают классы от 11 кВ до 36 кВ и выше. За этим пределом требования к зазору и пути утечки начинают работать против крепления на резьбовом стебле.
Диапазоны напряжения, различающие три типа
Опорные изоляторы берут на себя более высокие роли. Их болтовые основания принимают балочный изгиб свыше 40 кН, а тип служит позициям линий до 150 кВ и выше со многосоставными конструкциями. Катушечные изоляторы остаются ниже фазных проводников первого уровня, удерживая вторичные и нейтральные проводники, где напряжения умеренны, но зазоры всё ещё важны.
Границы здесь механические, а не электрические. С ростом напряжения изолятор становится выше, чтобы набрать путь утечки, и эта дополнительная высота удлиняет рычаг, действующий на крепление. Штыревая шпилька, несущая фазную нагрузку 15 кВ, через класс-другой превращается в рычажную проблему, и именно тот сдвиг, для которого и создан опорный тип основания.
Границы определяются механическими, а не электрическими факторами. По мере роста напряжения изолятор становится выше, чтобы увеличить путь утечки, и эта лишняя высота увеличивает плечо рычага, действующего на крепление. Винт с резьбой, несущий фазную нагрузку 15 кВ, превращается в проблему рычага на класс-другой позже, и именно этот сдвиг постамента рассчитан поглощать.
Переход между типами изоляторов происходит постепенно, а не по чёткой границе напряжений. Резьбовые штыри плавно уходят, по мере роста класса возрастают стоечные секции на траверсе и подвесные стропы на опоре, беря на себя более крупные позиции. Гибридные конструкции распространены в этом диапазоне, когда одна и та же несущая конструкция несёт стоечные секции на траверсе и подвесной строп рядом с ними.
Терминология заказного стола, сбивающая покупателей с толку
Изолятор и траверса соединяются через арматуру со своими типоразмерами. Штыри для траверсы имеют внутреннюю резьбу в размерах, совместимых с NEMA, — 1 дюйм и 1-3/8 дюйма, обеспечивающие расположение стандартных оболочек изоляторов перпендикулярно стержню. Штыри изготавливаются из оцинкованной стали по ASTM A-153, горячим цинкованием с средней толщиной покрытия более 85 мкм по ISO 1461, благодаря чему резьба выдерживает десятилетия эксплуатации между осмотрами.
Материал резьбы также влияет на качество сопряжения. Многие современные штыри нарезают резьбу для изолятора в виде нейлоновой вставки, а не свинцовой, как это было исторически. Вставка устраняет проблемы обращения и утилизации свинца, а также предотвращает прикипание резьбы при отворачивании и повторной установке оболочки во время обслуживания.
Подготовка траверсы — вторая половина вопроса сопряжения. Стандартный штырь вкручивается в заранее просверленное pilot-отверстие, а диаметр отверстия и глубина захода резьбы определяют прочность крепления. Если сверление невозможно, штыри зажимного типа устанавливаются вокруг траверсы с широкой распределительной базой. Такой подход вообще не требует предварительно просверленного отверстия, что также защищает стеклопластиковые траверсы от сверления на месте.
Представьте классический распределительный столб: горизонтальная перекладина, болтом закреплённая возле верха, с тремя фазными проводами над ней на бурых или серых изоляторах. Каждый из этих изоляторов — изолятор на перекладину, диэлектрический барьер, который не даёт токоведущему проводнику протекать в заземлённую перекладину, столб и землю. Форма выполняет две функции одновременно. Она механически поддерживает провод и максимально вытягивает путь утечки от токопроводящего металла к заземлённому.
Половина путаницы при заказе этого класса возникает из-за одной привычки: использовать "изолятор крестовины" и для диэлектрика, и для его стального монтажного штыря. Это разные позиции. Штырь — это оцинкованный стержень; изолятор — это фарфоровый или полимерный корпус, который наворачивается на него. Заказ, охватывающий одну деталь, но не другую, останавливает монтаж.
Несколько терминов плохо переносятся между компаниями. "Штырь крестовины" — это прямой стержень, вворачиваемый в крестовину, тогда как Штыревой изолятор на верхушку опоры пост-изолятор — это более высокая версия, устанавливаемая на верхушке опоры. "Ананас" — это цеховой сленг для блок-изолятора, а не отдельная каталожная группа. По нашему опыту, прикладывание чертежа или фотографии к запросу улаживает все эти вопросы в одном ответе.
Ключевые выводы для линейных строителей
- Изолятор для траверсы — это любой штыревой, стоечный или шкивный элемент, закрепляемый на траверсе для обеспечения зазора проводника относительно заземлённой конструкции.
- Штыревые изоляторы применяются в распределительных сетях до примерно 33 кВ; стоечные выдерживают более тяжёлые консольные нагрузки свыше этого класса; шкивные изоляторы используются для вторичных и нейтральных проводников.
- RaxPower поставляет обе составляющие интерфейса: от штырей и кронштейнов до фарфоровых и полимерных корпусов изоляторов.
Часто задаваемые вопросы
Что делает изолятор для крестовины?
Он удерживает токоведущий проводник в изоляции от заземлённой поперечины, опоры и земли. Также он воспринимает вес проводника и натяжение линии, передавая их через крепёжные детали в отвод.
Какие типы изоляторов устанавливаются на поперечину?
На опоре устанавливаются три типа изоляторов. Штыревые изоляторы накручиваются на штырь поперечины, стоечные изоляторы крепятся болтами к лицевой стороне опоры, а катушечные изоляторы крепятся болтами через центральное отверстие. Вместо этого подвесные гирлянды располагаются снизу конструкции.
Каково максимально допустимое напряжение для штыревых конструкций?
Штыревые изоляторы остаются распространёнными в энергетических сетях напряжением до 33 кВ. Каталог охватывает классы напряжения от 11 до 36 кВ и выше, после чего более тяжёлые консольные нагрузки принимают на себя колонковые изоляторы.
Для чего используется изолятор-катушка?
Изоляторы-ролики — концевые или поддерживающие вторичные проводники низковольтных цепей. Они устанавливаются на роликовые болты, вилковые крепления или вторичные стойки, при этом проводник удерживается в наружной желобчатой части.
Является ли изолятор крестовины тем же изделием, что и шпилька крестовины?
Нет. Штырь — это оцинкованный стальной стержень с резьбой, ввинчиваемый в кронштейн; изолятор — это фарфоровый или полимерный корпус, который накручивается на штырь. В большинстве запросов обе детали должны поставляться вместе.