Обзор видов изоляций для шинопроводов и токопроводов - Шинопроводы и токопроводы

Работоспособное состояние изоляции зависит от таких факторов:

В нашем обзоре, руководствуясь определениями ПУЭ, мы будем использовать следующее, обычно применяемое на практике условное деление всех электропередающих устройств на шинопроводы и токопроводы.

Шинопроводы – те токопроводы, которые имеют в качестве проводников жесткие шины, преимущественно прямоугольной формы, и используются для распределения электроэнергии напряжением до 1 кВ.

Токопроводы – устройства электропередачи жесткого вида для напряжений свыше 1 кВ и гибкого конструкторского исполнения для распределения любых эксплуатируемых напряжений.

Эти определения уже содержат в себе специфику требований к изоляции каждого из двух видов электроустройств. Но прежде чем говорить об их особенностях, сначала рассмотрим, какие вообще материалы применяют в качестве электроизоляции.

Существуют следующие две основные группы классификации изоматериалов.

Газообразная электроизоляция. В большинстве случаев используется атмосферный воздух, но с недавнего времени находит все более широкое применение элегазовая изоляция (в основе – серные гексафториды). У элегазовой изоляции гораздо выше дугогасительная способность и примерно в три раза выше величина пробойного напряжения. У изоляции на основе газовой рабочей среды хорошие величины диэлектрической проницаемости (около единицы), невысокий тангенс диэлектрических потерь, но, тем не менее, все электроизоляционные материалы такого рода отличают сравнительно небольшое напряжение пробоя. При необходимости усиления изоляционных качеств иногда совместно используют газообразную электроизоляцию и изоляцию на основе твердой органики.

Жидкая электроизоляция. Чаще всего отдают предпочтение таким диэлектрическим материалам, как трансформаторное, конденсаторное, касторовое масла и различные синтетические жидкости. В токопроводах жидкие диэлектрики чаще всего используют в качестве пропитывающего материала. Ими пропитывают обычно специальную бумагу и разнообразный пленочный материал.

В качестве твердых изоляционных материалов широко распространена природная неорганика (мусковит, флоголит, слюда), искусственная неорганика (фарфор, стекло, различные виды керамики), синтетическая органика (различные пластмассы, эластомеры и др.), естественная органика, но она имеет все меньшее использование (целлюлозы, каучук, парафины и природная смола).

Шинопровод применяют для передачи электроэнергии переменного и постоянного тока. Современные технологии все активнее и активнее используют шинопровод по сравнению с традиционными типами электропроводки в промышленности, в строительстве, в телекоммуникационных и в других самых различных отраслях для решения следующих задач:

Токопровод в виде самонесущей жесткой шины обеспечивает конструкции высокие прочностные характеристики и гарантированно высокую надежность, что значительно облегчает монтаж шинопроводов. Шины изготавливается из меди или алюминия. Во всех шинопроводах прямоугольные шины имеют параллельное взаиморасположение широкой стороной друг относительно друга. В электромагистралях с высокой величиной тока применяют спаренные шины.

Шинопроводы с воздушной изоляцией иногда называют шинными мостами. По конструктивному исполнению бывают закрытого и открытого вида. Имеют ограниченное применение вследствие ряда своих недостатков.

Шины друг от друга и от корпуса изолируются с помощью эпоксидной смолы. Шинопроводы с такой изоляцией имеют высокую степень защиты (уровень IР 68), что позволяет использовать его даже под водой. Шинопровод изготавливается в виде секций различной конфигурации. В секциях располагают шины, изоляция которых обеспечивается с помощью специального компаундного материала (чаще всего это эпоксидные смолы) с мелкозернистым наполнителем. Толщина изоляционного слоя зависит от величины рабочего напряжения. В шинопроводах в отличие от токопроводов, пропускающих напряжения большей величины, внутри изоляции обычно отсутствуют заземляющие и полупроводящие слои.

На месте прокладки шинопровода все места соединения секций также заливают тем же компаундным составом. Таким образом конструктивно создается монолитная, равномерно изолированная шинопроводная трасса, не требующая технического обслуживания весь срок своей службы, как правило, это несколько десятков лет. Иногда изолированные шины помещают в металлический кожух. Кожух обеспечивает и дополнительное предохранение токопроводящих элементов, и их изоляции от механического воздействия, а также служит в качестве теплоотвода, забирая на себя тепло от шин и передавая его в окружающую среду.

Электрошины располагаются между двумя или более корпусными элементами. Увеличение числа корпусных деталей ведет к снижению уровня пыле/влагозащиты и предъявляет более высокие требования к изоляции электропроводника. Материал корпуса также влияет на выбор изоляции. Обычно применяется сталь или алюминий – соответственно корпус может иметь, например, различия по массе и теплоотводу и соответствующим образом влиять на изоляцию шин.

В шинопроводах сэндвич-типа обычно используется либо воздушная изоляция шин, либо пленочно-полимерная в определенное количество слоев.

Герметичность сэндвич-конструкций, исключающая дымоходный эффект, повышает пожаробезопасность электропередачи и позволяет использовать данный ее вид в помещениях, где присутствует большое количество людей – торговые центры, вокзалы, больницы, аэропорты, высотные здания, гостиницы и т.д.

К недостаткам шинопроводов сандвич-типа с полимерной изоляцией можно отнести использование в некоторых конструкциях полимерной пленки с низкими пожаростойкими свойствами, что, как раз, исключает применение этих конструкций в вышеуказанных помещениях. И относительно небольшой пропускной ток.

На специфику требований к свойствам изоляции токопроводов накладывают свой отпечаток особенности, связанные с большей энергомощностью, проходящей по их линиям в отличие от шинопроводов, другая протяженность этих линий и особенности эксплуатации.

Для токопроводов используются те же три основных типа изоляции:

Данный вид электролиний распространен несколько больше, чем шинопроводы с таким же типом изоляции. Это обусловлено тем, что для передачи большей мощности имеется достаточно эффективная естественная вентиляция, не требующая значительных дополнительных затрат. Благодаря этому имеется возможность передавать электромощности в несколько десятков кА номинальной токовой нагрузки. С добавлением искусственной системы вентиляции этот показатель может быть значительно превзойден.

Пофазное экранирование токопроводов и использование междуфазных перегородок позволяет существенно снизить вероятность коротких замыканий. Также к преимуществам этого типа изоляции перед другими видами изоляционных вариантов конструкций токопроводов можно отнести хорошую электродинамическую устойчивость. Цельносварная конструкция позволяет сохранить надежную самонесущую конструкцию. В остальном плюсы и минусы этого вида изоляции схожи с аналогичным видом для шинопроводов.

Используют для электрического соединения энергооборудования со средним и высоким номиналом напряжений в трехфазных сетях переменного тока и в сетях постоянного тока. Конструктивное исполнение чаще всего применяется пофазноизолированное.

Изготовление литой изоляции токопровода состоит из нескольких стадий, каждая из которых влияет на свои особые функциональные свойства изоляции. Сначала токопроводник в несколько слоев оборачивают специальной бумагой с эпоксидной пропиткой. В соответствии с классом эксплуатационного напряжения создают полупроводящие слои. Затем делается фольгированная обертка, сверху которой накладывается экранирующая металлическая сетка. После чего все заливается компаундным составом, высушивается в автоклаве и охлаждается. Обязательным считается испытание изоляции токопровода на частичный разряд, который может значительно сократить срок службы изоляции и даже вывести из строя электрооборудование.

Рассматриваемая продукция достаточно широко представлена на нашем рынке зарубежными и отечественными производителями. Пофазноизолированные токопроводы с литой изоляцией немецкой компании Ritz с успехом используются в промышленности и в энергетике. Компания выпускает токопроводы для распределения напряжения от 6 до 52 кВ с токовым номиналом до 6500 А со своей уникальной RIР-изоляцией любой конфигурации, исходя из пожеланий заказчика.

Из продукции, производимой бельгийской компанией Eta-com, можно отметить токопроводы с изоляцией из особой компаундной смеси В.I.М. Изоляция отличается высокими диэлектрическими характеристиками, повышенными прочностными качествами и огнестойкостью.

Из наших производителей можно отметить продукцию предприятия Мосэлектрощит, чьи токопроводы и шинопроводы с воздушной изоляцией имеют сравнительно невысокую себестоимость при высокой и качественной долговечности.

Другая российская компания «Русский Центр Токопроводов» производит токопроводы и шинопроводы всех типов

изоляций, включая элегазовую.

Подготовлено коллективом Шинопровод.РУ