19 Elektros orinių ir kabelinių linijų izoliacija.
Linijiniai izoliatoriai, arba izoliatoriai oro linijoms, apskritaigaminami iš elektrotechninio porceliano. Nors grynas porcelianas yrahigroskopinė medžiaga, tačiau paviršių jis padengia kaip emalis. Paviršiustampa lygus, kliudo kauptis nešvarumams ir padeda apsivalyti veikiantlietui bei vėjui. Paprastai emalis būna bronzinės arba baltos spalvos;šviesaus emalio izoliatorius mažiau įkaista nuo saulės. Esama ir stikliniųizoliatorių, taip pat kompozicinių — iš dirbtinių medžiagų. Aukštosios įtampos linijose didelę reikšmę turi izoliatorių elektrinėssavybės. Jie turi atlaikyti viršįtampius, arba įtampas, net kelis kartusviršijančias vardinės įtampos vertę. Taip pat reikalaujama, kad viršijusizoliatoriaus elektrinį atsparumą gali įvykti tiktai paviršinis išlydis,bet negali būti pramušamas izoliatorius. Izoliatoriai turi būtinepramušami; įvykus paviršiniam išlydžiui, izoliatorius lieka nepažeistasir gali toliau dirbti, o jį pramušus — turi būti pakeistas. Nepramušamajameizoliatoriuje pramušimo ilgis sudaro ne mažiau kaip pusę paviršinioišlydžio ilgio. 15—30 kV įtampos linijose daugiausia naudojami smaiginiai izoliatoriai,paprastai jau gamykloje užmauti ant kaiščių panaudojant sieros rišamąjąmedžiagą. Inkarinėms ir galinėms atramoms, taip pat labai ilgiems ir/arbanuožulniems tarpatramiams smaiginiai izoliatoriai gali būti per silpni;tada naudojami kabamieji izoliatoriai. Aukščiausiosios įtampos linijosenaudojami tik kabamieji izoliatoriai — gaubtiniai arba ilgakamieniai.
Gaubtinis izoliatorius — tai porcelianinis gaubtas, iš vieno galo turintisplieninį kaištį su galvute, o iš kito — cinkuotą ketaus gaubtą su lizdukito izoliatoriaus kaiščio galvutei. Iškristi galvutei, įvestai į kitoizoliatoriaus gaubtą, neleidžia spyruokliuojantis kaištis. Taip sudaromaizoliatorių grandinė, turinti 6 arba 7 izoliatorius HOkV įtampos linijosebei 12—14 izoliatorių 220 kV įtampos linijose. Užtenka pažvelgti į atramąsu izoliatorių grandinėmis , kad būtų galima nustatyti linijos vardinę
įtampą. Ilgakamienis izoliatorius yra tarsi lietas porcelianinis kamienas sukeliasdešimt lėkščių, kurioms iš abiejų pusių uždėti gaubtai. Atstojagaubtinių izoliatorių grandinę. 110 kV įtampos linijoje užtenka vienoilgakamienio izoliatoriaus, 220 kV įtampos linijoje reikalingi du, 400 kVįtampos linijoje — trys.Linijiniai izoliatoriai gerai atlaiko oro drėgmę, lietų ir dulkes. Dėlšių priežasčių sumažėjęs elektrinis atsparumas neviršija leistinų ribų.Pagaliau jie turi plačias gerai parinkto pavidalo lėkštes, kad paviršinioišlydžio kelias būtų ilgas ir dalis lėkštės paviršiaus būtų uždengta nuolietaus. Vis dėlto žiemą jie gali būti apsnigti ir smarkiai apledėti. Netoli nuo itin dūmijančių pramonės įmonių — nešvarumų sąlygomis —laidžios dulkės ir agresyvios dujos, jungdamosi su vandeniu, antizoliatorių paviršiaus gali sudaryti elektrolito sluoksnį. Atsiranda didelėnuotėkio srovė, tekanti izoliatorių paviršiumi, kol pagaliau pavirstapaviršiniu išlydžiu. Su kenksmingais nešvarumų sukeltais padariniaiskovojama: naudojami specialūs izoliatoriai nešvariai aplinkai su pailgintunuotėkio keliu, pailginamos gaubtinių izoliatorių grandinės arba papildomaipridedamas ilgakamienis izoliatorius (šiuo atveju HOkV įtampos linijoje busdu, 220 kV įtampos linijoje — trys ir 400 kV įtampos linijoje — keturiizoliatoriai). Taip pat galima padengti izoliatorių paviršių hidrofobinepasta. Tada vanduo nepasklinda izoliatoriaus paviršiuje, bet nuo jo nulaša. Transportuojant ir montuojant izoliatorius, reikia elgtis atsargiai.Įskilęs arba įmuštas izoliatorius atmetamas, nes netinka naudoti.
Tuo tarpu aukštesnės įtampos (Uy/U > 6/10 kV) kabeliai dažniausiai būnaviengysliai su tinkliniu polietilenu arba etilenine propilenine gumaizoliuo-tomis gyslomis. Tai kabeliai su spinduliniu lauku, t. y. sutaisyklingu, spinduliniu elektrinio lauko pasiskirstymu izoliacijoje (6.4pav., b). Gyslos apvalios; jei daugiavielės, tai suspaustos prieš uždedant izoliaciją — jųskerspjūvis artimas apskritimui. Prie išduobto ritmio pavidalo izoliacijos
sluoksnio iš abiejų pusių prigludę taisyklingo ritinio pavidalo laidūssluoksniai (elektrodai). Tai reikia žinoti montuojant kabelio movas irgalūnes, kai suardoma įprastinė kabelio sandara. Dabar šalyje gaminamuoseHKXS šeimos polietileniniuose kabeliuose ant apvalios daugiavielės darbinėsgyslos (50 – 1000 mm2) iš minkšto aliuminio arba minkšto vario yra paeiliuiuždėta: 1) ekranas iš laidaus tinklinio polietileno; svarbu, kad gyslos paviršiusbūtų lygus, ritinio pavidalo, nes tai padeda spinduliškai pasiskirstytielektriniam laukui; 2) izoliacija (8,7/15 kV įtampos Kabeliuose izoliacijos storis 4,5 mm) išpolietileno, kuriame tinklas sudaromas chemiškai, kai šaldoma sausu azotu(o ne vandeniu) ir dėl to nepasilieka mikroskopinių vandens intarpų, kurieilgainiui pablogintų izoliacijos būklę; 3) ekranas iš laidaus tinklinio polietileno; abu ekranai ir izoliacijaužspaudžiami ant gyslų trišakėje formoje per vieną technologinę operaciją; 4) laidžios juostos vienasluoksnė apvija; 5) grįžtamoji gysla (16 + 50 mm2 standartinio skersmens) iš minkštųvarinių vielų, uždėtų spirališkai kartu su jas prilaikančia varine juosta,apvyniota priešinga kryptimi; grįžtamoji gysla reikalinga praleistiįžemėjimo srovei; 6) poliestero juostos vienasluoksnė apvija; 7) nepalaikantis degimo raudonas apvalkalas iš polivinito ar iš tinkliniopolietileno arba juodas apvalkalas iš degaus termoplastinio polietileno. Polivinitinis apvalkalas yra minkštas ir lengvai pažeidžiamas; geresnikabeliai su polietileniniu apvalkalu. Termoplastinio polietileninioapvalkalo pakanka, jei kabelis užkasamas. Pastatuose, tuneliuose,kanaluose, blokuose, estakadose kabeliai turi turėti apvalkalą iš tinkliniopolietileno. Prireikus kabelis gali būti hermetizuotas nuo drėgmės prasiskverbimoišilgai ir spinduliškai nuo apvalkalo iki izoliacijos. Tai svarbu klojantkabelį pakilimuose, užliejamose teritorijose arba vandenyje. Išilginįhermetizavimą (U) suteikia patalpinta tarp ant izoliacijos esančio ekranoir apvalkalo apvija iš juostų, išbrinkstančių nuo drėgmės. Be to, laisvąerdvę gysloje galima užpildyti išbrinkstančiais milteliais. Spindulinįhermetizavimą (R) užtikrina sujungta su vidiniu apvalkalo paviršiumi plona,suklijuota klostėmis aliumininė juosta.Lenkijoje iki 1986 m. kabeliai buvo gaminami hermetizuoti, izoliuoti ištermoplastinio polietileno, šaldomo vandeniu po užspaudimo. Smulkūs vandenslašeliai, veikiami elektrinio lauko, pradeda sklisti izoliacijos ne-vienalytiškumo vietose. Atsiranda nevisiškų elektros išlydžių rūšis, dėlkurių ilgainiui gali būti pramušta izoliacija. Vanduo gali patekti įkabelio vidų per kabelio galus, ilgai laikomus atvirus montavimo metu arbaper apvalkalo mikroįtrūkimus, atsiradusius nemokšiškai klojant kabelį irpan. Ten, kur turėtų pakakti 8,7/15 kV įtampos kabelių, daugelisenergetikos įmonių, remdamosi seniau pagamintų kabelių eksploatavimo 15 kVįtampos tinkluose patirtimi, kloja šiek tiek brangesnius 12/20 kV įtamposkabelius. Be pagrindinių gyslų, kabeliai gali turėti papildomas mažo skerspjūviogyslas, pvz., gatvių apšvietimo laidus (nn kabeliai), valdymo gyslas irpan. Gali turėti įmontuotus šviesolaidžius perduoti informacijai, taip patir kontroliuoti paties kabelio būklę (NN kabeliai).
Aukščiausiųjų įtampų kabeliai Aukščiausiųjų įtampų kabeliai daugiausia yra viengysliai. Nuo senogaminami kabeliai su popierine alyvine izoliacija, kuriuose alyva prisotinapopierių ir laisvai teka išskobta gysla esant 0,1—1,5 MPa slėgiui. Leistinąapkrovos srovę galima padidinti kabelį priverstinai aušinant: vamzdžiai suaušinamuoju vandeniu įrengiami išilgai kabelio didelio šiluminio laidžiogrindyse arba kabelis dedamas į vamzdį su aušinamuoju vandeniu, arba — taisunkiausia, bet ir efektyviausia — vamzdis su aušinamuoju vandeniuįrengiamas kabelio gyslos vidury. 110 ir 220 kV įtampos kabeliai su polietilenine izoliacija gaminami jauseniai. Europoje jau yra keli veikiantys 400 kV įtampos kabeliai supolietilenine izoliacija, galintys perduoti apie 500 MVA galią. Savosandara jie panašūs į vidutiniosios įtampos polietileninius kabelius,skiriasi tik didesniu izoliacijos storiu (pvz., 25 mm 220 kV įtamposkabelyje) ir įmantresne movų bei galūnių konstrukcija. Labai aukštoms perdavimo įtampoms (220, 400, 750,1200 kV) naudojamikabeliai su sieros heksafluorido izoliacija SF6. Jie panašūs į du ko-
aksialinius aliumininius vamzdžius (vamzdis vamzdyje). Išorinis vamzdis —tai įžemintas kabelio apvalkalas, o vidinis vamzdis, kurio skersmuo 2,5— 3kartus mažesnis, — tai darbinė gysla, prilaikoma izoliacinėmis atramėlėmis.Tarpas tarp vamzdžių užpildytas suslėgtu sieros heksafluoridu. Perdavimogeba siekia keletą tūkstančių MVA. Sieros heksafluoridas SF6 — tai didelių, sunkių dalelių (1 sieros atomas+ 6 fluoro atomai) dujos, elektriškai neigiamos, nes jų dalelės lengvaisugauna ir prisijungia judrius laisvus elektronus ir tampa sunkiais, lėtaijudančiais neigiamais jonais. Abi šios savybės padeda dujoms įgyti didelįelektrinį atsparumą, jose sunku pradėti elektros išlydį. Jos tinka gesintilankui jungtuvuose ir kituose elektros aparatuose.Prieš pripažįstant naują arba pertvarkytą kabelinę liniją Tinkamanaudoti, tikrinama jos būklė. Tikrinamas kabelių paklojimo būdas ir jųsujungimai visoje trasoje; kabelių, paklotų žemėje, — prieš juos užkasant.Visoje trasoje kas 10 m žemėje ir kas 20 m kanaluose bei tuneliuosekabeliai turi turėti žymenis, t. y. lenteles su duomenimis, pagal kuriuoskabelį būtų galima identifikuoti (vartotojo ženklas, linijos numeris,kabelio tipas, paklojimo metai). Žymenys taip pat reikalingi trasosposūkiuose, prie movų ir galūnių bei sankirtose. Kabelių, paklotų tiesiogžemėje, trasa turi būti pažymėta žemės paviršiuje: įkasami betoniniaistulpeliai arba pritvirtinamos prie pastatų lentelės, žyminčios trasą (K —kabelis) ir movų išdėstymą (M — mova). Vėliau tai itin palengvina techninėspriežiūros ir remonto darbus. Žemosios ir vidutiniosios Įtampos kabelinės linijos apeinamos ne rečiaukaip kas 5 metai. Patikrinama galūnių, žymenų, įėjimų į tunelius iršulinius, apsaugos nuo elektros ir priešgaisrinės saugos elementų būklė.Prieš pripažįstant naują arba po remonto liniją tinkama naudoti, atliekamakabelinės linijos apžiūra. Jos metu patikrinama linijos būklė, pirmiausiaišmatuojama izoliacijos varža ir išbandomas izoliacijos elektrinis
atsparumas. Izoliacijos varža matuojama megommetru, kurio matavimo įtampa ne mažesnėkaip 2,5 kV. Pvz., 1 km kabelis su popierine alyvine izoliacija turi turėtiizoliacijos varžą, ne mažesnę kaip: 20 MD — jei kabelio vardinė įtampa ne didesnė kaip 1 kV; 50 Mn — jei kabelio vardinė įtampa didesnė kaip 1 kV, bet ne didesnė kaip30 kV. Ilgesnė linija gali turėti izoliacijos varžą mažesnę proporcingai ilgiui,o trumpesnė linija — atitinkamai didesnę. Jei linijos izoliacijos varža per maža, tai neaišku, ar yra susilpnėjusivisos linijos izoliacija (sudrėkusi, perkaitusi), ar — esant geriausiaibeveik visos linijos izoliacijos būklei — vienoje vietoje pažeistaizoliacija. Ilgesnes kabelinės linijos izoliacijos varžos vertė nesuteikiatokios patikimos informacijos, kaip pavienio imtuvo arba transformatoriausizoliacijos varžos dydis. Tikslų izoliacijos būklės vaizdą suteikia izoliacijos elektrinioatsparumo bandymas. Šis bandymas yra sudėtingas ir dažniausiai atliekamassu aukštosios įtampos kabeliais. 10 minučių duodama paaukštinta įtampatikrinant, ar izoliacija ją išlaiko, ir matuojama nuotėkio per izoliacijąsrovė. Pavyzdžiui, 8,7/15 kV įtampos kabelio gysla—žemė izoliacija bandomapa-duodant nuolatinę 47 kV arba kintamąją 18,75 kV įtampą. Periodiškai (kas 2—3 metai linijoms, kurių įtampa žemesnė kaip 60 kV)atliekamos matomų kabelinės linijos dalių apžiūros, vadinamos linijųapėjimais. Patikrinama žymenų, tunelių, kanalų ir šulinių, kabelių galūnių,apsauginių sujungimų bei apvalkalų būklė. Taip pat reikia atkreipti dėmesįį vykdomus arti linijos trasos darbus, kurie galėtų jai kelti pavojų. Tam tikrais laikotarpiais priklausomai nuo vietos sąlygų valomi kabeliųkanalai, tuneliai ir šuliniai. Šarvuoti kabeliai, nutiesti sienų irperdangų paviršiumi ir esantys atmosferoje, spartinančioje koroziją,periodiškai dažomi antikoroziniais dažais. Reikia dažnai patikrinti skystoužpilo lygį alyvinėse galūnėse ir, esant reikalui, trūkstamą kiekįpapildyti. Pačių kabelių, jų movų ir galūnių pažeidimus reikia skubiai šalinti.Pirmiausia nustatyti gedimo vietą. Tai nėra lengva, ypač jei kabelis yražemėje. Gedimo vieta pradedama ieškoti nustačius gedimo rūšį (nutrauktaskabelis, kuriose gyslose trumpasis jungimas), nes nuo to priklauso tolesniveiksmai. Jei įvyksta ne visiškas trumpasis jungimas, tai jo vietainustatyti pirmiausia ,,pradeginama” susilpnėjusi izoliacija, prijungiantprie kabelio maitinimo šaltinį, teikiantį didelę įtampą, kad įvyktųpramušimas, o paskui — stiprią srovę, kad toje vietoje būtų visiškaisunaikinta izoliacija. Gedimo vietai nustatyti naudojami įvairūs tiltelių metodai. Pvz.,nuolatinės srovės Wheatstone’o tiltelio principą galima panaudoti trumpojojungimo su žeme vietai surasti, jei bent viena iš kabelio gyslų nėrapažeista. Sujungus dvi gyslas kabelio gale, susidaro matavimo grandinė arbatiltelis, kurio dvi dešiniosios šakos yra bandomojo kabelio gyslų varžos.Pažeistos gyslos varža nuo matavimo vietos iki gedimo vietos pažymėta R .Keičiant varžos RN dydį, pasiekiama tiltelio pusiausvyra, kai įsigalioja šipriklausomybė: [pic]=[pic]=[pic]=[pic]. Kabelyje su tokiomis pat gyslomis kiekvienos iš jų varža yra proporcingailgiui l; taigi galioja lygybė: [pic]=[pic], iš kurios galima surasti ieškomąjį lx atstumą nuo matavimo vietos ikigedimo vietos: lx =2l0[pic]. Daugelio metodų esmę sudaro elektromagnetinės bangos pasiuntimas įliniją, kuri tarsi aidas atsimuša į gedimo vietą ir grįžta į matavimovietą. Žinant bangos sklidimo į abu galus trukmę ir greitį, galimanustatyti lx atstumą iki gedimo vietos. Visi šie metodai nustato atstumą iki gedimo vietos matuojant išilgaikabelio. Nustatant gedimo vietą pačioje vietovėje, reikia atsižvelgti jpaliktą trasoje kabelio atsargą. Gedimo vietai rasti naudojami ir specialūs ieškikliai, kurių veikimoprincipas toks pat kaip ir prietaiso, parodyto Prie kabelio prijungiamasdidelio dažnio įtampos generatorius arba įtampos impulsų generatorius irieškiklio antena vedžiojama palei žemės paviršių. Šitaip galima labaitiksliai nustatyti kabelio trasą, net movų vietas, nes jose atstumai tarpgyslų didesni negu pačiame kabelyje. Taip pat galima nurodyti gedimo vietą,nes prie jos pasikeičia priimamo signalo pobūdis. Sunkvežimis su įvairiais įtaisais kabelių bandymui ir gedimo vietainustatyti gali pasiekti reikiamą vietą ir bet kuriuo atveju parinktitinkamiausią kabelio gedimo vietos radimo metodą. Kartais kabelio pažeidimo vietos radimas nesukelia jokių sunkumų. Taipbūna, kai nutiesto pastate arba tunelyje kabelio pažeidimas yra aiškiaimatomas arba kai kabelis pažeidžiamas neatsargiai atliekant žemės darbus.Apie darbus kabelių trasoje turi būti iš anksto pranešta kabeliųeksploatuotojui, kuris turi atsiųsti darbuotoją darbams prižiūrėti. Jeigutrasoje kasama gili duobė, tai atkastus kabelius reikia pakabinti povamzdžiais arba kartimis taip, kad nebūtų pakeista jų padėtis ir kad jieneišlinktų.———————– Gaubtiniai kabamieji izoliatoriai: a) normalios sandaros; b) izoliatoriusnešvariai aplinkai 1 — porcelianinė lėkštė, 2 — ketaus gaubtas, 3 — gaubto lizdas, 4 —plieninis kaištis su galvute
Gaubtinių kabamųjų izoliatorių girliandos
Ilgakamienis kabamasis izoliatorius LPZ 75/27W1 ZAPEL, Boguchvala(bandomoji kintamoji įtampa 230 kV, atsparumas tempimui 160 kN, masė 36,6kg)
Kabelių, kurių vardinė įtampa 8,7/15 kV, sandara: a) HAKFtA; b)3HAKFtA;c) Xnl IAKXS
1 — aliumininė gysla, 2 — popierinė alyvinė izoliacija, 3 — laidauspopieriaus ekranas, 4 — užpildas, 5 — medvilninė juosta su vielelėmis, 6 —švininis apvalkalas, 7 — vidinis pluoštinis apvalkalas, 8 — plieniniųjuostų šarvas, 9 — išorinis pluoštinis apvalkalas (asfaltinis džiutas), 10— asfaltinis popierius
Elektrinio lauko pasiskirstymas kabelio izoliacijoje: a) kabelyje sušerdine izoliacija; b) kabelyje su spinduliniu lauku1 — gysla, 2 — gyslos izoliacija, 3 — įžemintas apvalkalas, 4 — įžemintagrįžtamoji gysla
Kabelio gedimo vietos nustatymas Wheatstone’o tilteliu: a) jungimobūdas; b) matavimo sistemos atstojamoji schemaR0 — bandomojo kabelio ruožo, kurio ilgis l0, nepažeistos gyslos varža, Rx— pažeistos gyslos iki gedimo vietos (lx ruožo) varža