Тетікті тіреуіш оқшаулағышты есептеу

Мазмұны

Кіріспе………………………………………………….………………3  бет

Аспалы оқшаулағыш…...…………………………………...……..4 – 6 бет

Маркалары мен типтері........……………………………....………6 – 8 бет

Тетікті тіреуіш оқшаулағыш..……………………………………8 – 11 бет

Тетікті тіреуіш оқшаулағышты есептеу..................…………...11 – 13 бет

           Қорытынды...........................................................................................14 бет

Кіріспе

Мына дамыған өмірді электр энергиясынсыз еселестету мүмкін емес. Ол үлкен мегаполистерде және кішігірім ауылдарда,  құрылыс  алаңдарында және өндіріс орындарында қолданылады.

        Оқшаулағқыш дегеніміз – электр энергиясын ауадағы тарату желілеріндегі  ток өткізгіш бекілетін аймағын оқшаулау үшін, станцияның тарату құрылғыларында және де қосалқы станцияларда  қолданылатын құрылғы болып табылады. Оқшаулағыштар негізінде электр станцияларында және қосалқы станцияларды, ашық тарату құрылғыларында, трансформаторларда қолданылады, осыған байланысты олар әр түрлі болып келеді.

        Атқаратын  жұмысына байланысты оқшаулағыштар  екіге бөлінеді, олар мыналар: 1. Тірек  2. Аспалы. Соның ішінде менің қарастыратыным  аспалы оқшаулағыш болып табылады. Аспалы оқшаулағыштың маркалары мен типтерін және тетікті (стерженьді) тіреуіш оқшаулағышты есептеудің жолын көрсету болып табылады.

Аспалы оқшаулағыш

Оқшаулағыш дегеніміз – электр энергиясын ауадағы электр беріліс желілеріндегі ток өткізгіш бекілетін аймағын оқшаулау үшін, станцияның тарату құрылғыларында және де қосалқы станцияларда  қолданылатын құрылғы болып табылады. Оқшаулағыштар сымды ауа электр беріліс желісінің тіреуіш құрылымдарынан оқшаулау үшін арналған.

Оқшаулағыштар –электр энергиясын ауадағы тарату желілеріндегі  ток  өткізгіш бекілетін аймағын оқшаулау үшін, станцияның тарату құрылғыларында және де қосалқы станцияларда  қолданылады. Оқшаулағыштар оның желідегі жұмыс жағдайына байланысты әр түрлі материалдардан жасалады.

Тірекке бекітілу тәсілдері  бойынша оқшаулағыштар келесідей  түрлерге бөлінеді:

1. Істікті оқшаулағыштар (35 кВ-қа дейінгі ауадағы тарату желілерінде қолданылады).
2. Аспалы оқшаулағыштар (гирляндалардан жиналады, арнайы арматурамен бекітіледі және және 35 кВ немесе одан жоғары ауадағы тарату желілерінде қолданылады).
3. Желілік-тірек оқшаулағыштар (154 кВ-қа дейінгі ауадағы электр беріліс желілерінде қолданылады).

Аспалы оқшаулағыштар 35 кВ немесе одан жоғары ауадағы электр беріліс желілерінде, темір жол байланыс торабында, ашық ажыратқыш құрылғылардың жұмсақ шиналарында қолданылады. Бұндай оқшаулағыштар істікті оқшаулағыштардан жоғары механикалық сипаттамаларымен ерекшеленеді. Аспалы оқшаулағыштарды гирляндалардан құрастырады, ал олардың саны ауа электр беріліс желісінің кернеуіне байланысты.

Өткен ғасырдың алғашқы жылдарында аспалы оқшаулағыштардың үш түрі құрылымы  кең тараған болатын: тізбекті, паучукті және тетік-шапкалы.

Тізбекті құрылымды аспалы оқшаулағыштар тізбекті арматураға арналған өзара перпендикуляр екі  каналдан тұратын фарфорлы оқшаулағыш түрінде болады. Гирляндаларды байланыстыру үшін оқшаулағыштың өзегіне имек тұтқалар енгізіледі, сосын көршілес оқшаулағыштардың имек тұтқалары құлыппен бекітіледі, ал ең шеткі оқшаулағыштардың имек тұтқаларына тірек пен қысқышты байланысту үшін адатерлер бекітіледі. Бұндай байланыс түрінің жетістігі – оқшаулағыш бұзылған кезде тізбектің шашырамайтындығында.

Аспалы оқшаулағыш келесідей  бөліктерден тұрады: шапка (1), оқшаулығыш бөлшек (тарелка) (2), тетік (пестик немесе стержень) (3), цементтік байланыс (4), оқшаулағыш құлпы (5).

1.1-сурет. Аспалы оқшаулағыштың тілігі

Аспалы оқшаулағыштың  шапкасы қақталған шойыннан жасалады және тізбектегі көршілес оқшаулағыштың  өзекшесімен байланыстыратын ұяшығы болады. Өзекше (стержень) болаттан жасалады. Оқшаулығыш құлпы өзекшенің шапка  ұяшығында бекітілу қызметін атқарады. Оқшаулағыш бөлшек (тарелка) электротехникалық фарфордан немесе суарылған әйнектен жасалады, оқшаулағыш бөлшектің құрылымы оқшаулығыштың жұмыстық тағайындалуына және пайдалану шарттарына тікелей байланысты. Кемудің ұзындығын артыру үшін оқшаулағыштың төменгі беті ойлы-қырлы етіп жасалады, немесе ол бірнеше тәрелке бөліктерден тұрады. Шапка, оқшаулағыш бөлшек және өзекше (стержень) өзара цементтік байланыспен байланысады. Байланыс үшін маркасы 500-ден төмен емес портландцемент қолданады. Фарфорлы аспалы оқшаулағыштардың  оқшаулағыш бөлшегінің (тарелке) диэлектрлік сипаттамаларын арттыру үшін оны жылтыр шыны қаптамамен сырлайды. Металл бөлшектерді мырышпен қаптайды. Және де оқшаулығыштың үстіне жиналатын кірді шаю оңай болу үшін арнайы құрамдармен қаптайды.

Гирлянда түріде байланысқан  оқшаулағыштардың саны   желінің негізгі номиналды кернеуінің мәніне, және де атомосфераны ластау дәрежесіне, тірек материалына және оқшаулағыш типіне байланысты анықталады. ПС-70 және ПФ70-В маркалы аспалы оқшаулағыштарды қолданған жағдайда олардың гирлянда сандары, оның траверсінен сымына дейінгі арматура ұзындығы λ және гирлянданың арматурамен бірге есептегендегі массасы m 35-300кВ ауадағы электр беріліс желілері үшін, металдық және темірбетондық тіректерде номиналды атмосфералық жағдайдағы аудандар үшін келесідей кестеде көрсеілген.

1.1-кесте. 35-300кВ ауадағы электр беріліс желілері үшін оқшаулама гирляндаларының сипаттамасы

Әйнек аспалы оқшаулағыштар  фарфорлы түріне қарағанда жеңіл, арзан  және төзімділігі жоғары және осыған байланысты қазіргі уақытта форфорлы аспалы оқшаулағышты желіден ығыстырды. Және де, тесілген фарфорлы оқшаулағышты тек арнайы өлшеуіш штанганы қолдану  арқылы ғана айқындауға мүмкін болса, сол мезетте тесілген әйнек аспалы оқшаулағыш бұзылған оқшаулағыш бөлшек арқылы айқындауға болады.

1.2-сурет. Ұзынстерженді  аспалы оқшаулағыштар

а) және б) фарфор, в) шыны

Аспалы оқшаулағыштарды  макрілеу кезінде келесідей шартты белгілер қолданылады: П - аспалы, С - әйнекті, Ф - фарфоровый, Г – кірге шыдамды, Д - екіжақты,        В - төменген ұзарған қабырғалы.

Аспалы оқшаулағыштар  қарапайым және кірге шыдамды  болып бөлінеді.

Атмосферасы қарқынды ластанатын аудандарға арналған оқшаулағыштар. Кірге шыдамды оқшаулағыштар теңіз жағалауындағы, өндіріс орындары мен кен өндіру айналасындағы аудандарда және басқада атмосферасы қарқынды түрде ластанатын аудандарда қолданылады. Осындай оқшаулағыштардың оқшаулағыш бөлшегінің құрылымы жақсы жетілген бетімен немесе бірнеше «тәрелкелер»дің болуымен сипатталады. Елімізде келесідей типті кірге шыдамды оқшаулағыштар қолданылады (жақша ішінде – ескі аттары көрсетілген): ПФГ-5 (ПР-3.5), ПФГ-6 және ПФГ-6А(НС-2), ПФГ-8(НС-6), ПФД-50, ПСД-70 (ПСГ-70), ПСГ-16А, ПСВ – 120Б, ПСВ-210А, VZM-16/7 және тағы басқа. ПФГ-5, ПФГ-6 және ПФГ-8 оқшаулағыштары қазіргі кезде өндірістен шығарылған. ПФГ-5 электр беріліс желісінің кернеуі 35-220 кВ, ПФГ-6А және ПФГ-6 электр беріліс желісінің кернеуі 35-110 кВ, ПФГ-8 электр беріліс желісінің кернеуі 220-330 кВ.

Қалыпты құрылымды аспалы оқшаулағыштар күнделікті қолданылады  және көп құрылымға ие. Қарапайым  құрылымды аспалы оқшаулағыштар  атмосферасы қарқанды ластанатын аудандарда гирлянданың бірлік сандары артқан шартында да қолданыла алады. Елімізде келесідей типті қарапайым құрылымды  оқшаулағыштар қолданылады (жақша  ішінде – ескі аттары көрсетілген): ПФ-6А (П-4.5 Пц-4.5), ПФ-6Б (ПМ-4.5), ПФ-6В (ПФЕ-4.5), ПС-6, ПС-70Е, ПС-120 және тағы басқа.

Аспалы шыны оқшаулағыш ПС-40

1.3-сурет. Аспалы шыны оқшаулағыш ПС-40

Энергетиктер арасындағы ең танымал оқшаулағыш – ПС (аспалы шыны). ПС оқшаулағыштардың ең алғаш жасалуы 1963 жылдан басталады. Аспалы фарфорлы оқшаулағышпен салыстырғанда ПС маркалы оқшаулағыштар жаңа бұйым ретінде танылды: 20%-ке массасы азайды, сенімділік артты, бұйымды визуалды қадағалауға мүмкіндік туды. Аспалы шыны оқшаулағыш ПС-40 жүктеменің қалыпты 40 кН-нан аспаған ауадағы электр беріліс желісінің кернеуі 6-35 кВ кезінде қолданылады.

1.2-кесте. Аспалы шыны оқшаулағыш ПС-40 сипаттамасы

Аспалы шыны оқшаулағыш ПС70Е  және ФОГ70

1.4-сурет. Аспалы шыны оқшаулағыш ПС70Е және ФОГ70

Аспалы шыны типті оқшаулағыштар  ФОГ-70, ФОГ-120, ФОГ-160 жүктеме сәйкесінше 70, 120, 160 кН нормаларынан аспаған жағдайдағы ауа электр беріліс желісінің кернеуі ған жағдайдағы ауа электр беріліс желісінің кернеуі 35-220 кВ болған кезде қолданылады. Оқшаулағыштардың бетінде арнайы гидрофобты қаптамасы бар.

1.3-кесте. Аспалы шыны оқшаулағыш ПС70Е сипаттамасы

Тетікті тіреуіш  оқшаулағыш

Бұл құрылғы электротехникаға жатады және де жоғары кернеулі қосалқы  станциялармен электр торабынада қатысты.

        Тіреуіш оқшаулатқыш дегеніміз – ашық тарату құрылғыларында пайдалынады, яғни ол электр энергиясын ауадағы тарату желілеріндегі  ток өткізгіш бекілетін аймағын оқшаулау үшін, станцияның тарату құрылғыларында және де қосалқы станцияларда  қолданылады.

       Тіреуіш оқшаулағыш құрылысы мен атқалатын жұмысына қарай 2 ге бөлінеді:

1. тетікті (стерженьді) тіреуіш оқшаулағыш;
2. істікті тіреуіш оқшаулағыш;

Тіреуші оқшаулағыштар құрылысына байланысты тетікті (стерженьді) тіреуші оқшаулағыш түрі бар, оның құрамы шыныкаучікті тетік біржақтылы структуралық шыныталшықтарынан тұрады және трекингтөзімді беттен, ұштары металдан жасалады, олар стерженге үлкен ораулар әдісі арқылы жалғанады. Бұл тіреуші оқшаулағыштың құрылысының кемшілігі оның төмен механикалық сипаттамасына байланысты, яғни майысуы, айналып кетуі, температурадан созылуы (деформация) болуы, сондықтан жоғары вольтты аппараттарда осындай оқшаулағыш құрылысы бізге жоғары сенімділікке кепілдік бермейді.

Келесі тетікті тіреуіш оқшаулағыш құрылысы эксплуатация кезіндегі есепті шешуге көмектеседі , яғни оның жұмыс жасау уақыты ұзақтығы және электрлік қосалқы станциялардағы жұмысшының қауіпсіздігін қамтамассыз етуге көмектеседі.

     Тетікті тіреуіш оқшаулағыш қарастырамыз, яғни оқшаулағыш құрамы бар, айналдырылған сақина қабырғасы ретінде жасалған және металдық қақпағы бар және де ол фарфор оқшаулағышқа цементті таспен жапсырылған, бұл нұсқа бұрынғыдан қарағанда қақпақтың орнына байланыстырғыш орнатылған бір буқорғаушы толтырушыға және ол оқшаулағыш материалдан жасалған.

    Бұл сенімділікті арттырады, жұмыс жасау уақытының ұзақтығын және жұмысшының қауіпсіз жұмыс жасауына мүмкіндік береді. Қазіргі кезде осындай жұмыс жасау құрылысы дамып келе жатыр. Яғни оқшаулағыш материалдың сақиналы қабырғасының қақпағына толтыру жақын байланысуы.

      Бұл қақпақтың оқшаулағыш бөлігіне сенімді байланысуы механикалық төзімділік береді.

       Нұсқа келесі дамулар күтілуде, яғни оқшаулағыш бөліктің сақиналық қабырғасына қақпақтың жақын орналасуы оның диаметр басқаларға қарағанда аз болуы.  

      Бұл оқшаулағыш толтырғыштың бағасын төмендеуіне көмектеседі.

      Нұсқа басқа дамуларды қамтиды, яғни қақпақ сыртқы сақина шығып тұруы, толтырғыш осы шықпаны ұстап тұрады , тағы бір дамулар, ол қақпақ үстіңгі беттің  бөлігін толтырғыш жайылған ол фланцтан жасалған, ал толтырғыш фланцтың жоғарғы бетінен байланыстырылады.

      Қатқыл компаундталған кремний органикалық құрамды қолдану ішкі беттің материалдың адгезиялық толтыру және оқшаулағыштың майысу кезінде ішкі толтырылған құрамның сынбауынан сақтайды. Адгезия дәрежесінің жоғарылау кезінде оқшаулағыштың  ішкі бетінің жоғарғы жағы жақсылап толтырылулы болу керек.

      Оқшаулағыштың металдық қалпақтың басында будан сақтайтын сақиналық қысқыш бар, ол сыртқы ортадағы ауаның, жаңбырдың, тағы басқа заттардың ішкі бетке өтбеу үшін сақтайды. Будан сақтаушы сақина оқшаулағыштың екі жағында да орналасады.

      Өткізуші дененің сыртқы ортаның ауасының температурасының өзгеруінен болған  буынан конденсацяны тоқтату үшін, яғни бу ауаны белгіленген жерден алыну үшін арнайы толтырулар арқылы орындалады.

      Бұл байланыстырғыштың оқшаулағыш бөлікке қосымша механикалық төзімділігін арттырулар болады.

      Тағы да бір дамуларды айта кетсек, ол байланыстырғыш зат термоқондырылған материалдан тұруы, бұл оқшаулағыштың механикалық төзімділігі мен байланыстырғыштың тығыздығының жабысуы қалуын арттырады.

      Бөлгіштердің нәтижеге сыналуы олардың осындай тіреуіш оқшаулатқыш  ретінде қолданылуы мүмкіндігі болуы, осылай эксплуатациялық қуаттар кезінде бөлгіштердің жұмыс жасай алады, ал майысу кезінде механикалық төзімділігі 10 есе төзімді бола алады. Яғни олардың эксплуатация жасау 30 жыл аз емес механикалық төзімділігі материалдың полимерінің өңуінен болады.

      Айтылып отырған тіреуіш оқшаулағыш электр тораптардағы өткізгіш жетегінде қолданылуында табуға болады, және жоғары кернеулі аппараттарда:

• сондіргіштерде
• бөлгіштерде
• шиналық тіреулерде және тағы басқалар

негізінде сол аппараттың түрлерінде, ашық  аспандағы  жоғары механикалық күштер түскендегі тіреуіш  оқшаулағыш кезіндегі жұмысы.

       Осындай оқшаулағыштарды  тіреуіш оқшаулағыш ретінде жоғары кернеулі аппараттарда  колданылады.

Қазіргі кезде стерженді  тіреуіш оқшаулағыштың негізгі  қайғысы оның көнеруінде болады. Оқшаулағышқа көп уақыт эксплуатация орындалғанда оның фарфорына зақым келіп оқшаулағыштың жұмысы бұзылыуы мүмкін. Ол кезде оқшаулағышты ауыстыру немесе күрделі өңдеу жасалуы мүмкін, яғни бұл белгілі бір аумақты тоқпен камтамассыз етілуі режімі бұзылады, сонымен қоса артық шығын болады. Адгезия дәрежесінің жоғарылау кезінде оқшаулағыштың  ішкі бетінің жоғарғы жағы жақсылап толтырылулы болу керек. Бірақ фарфорлық бөлігі горизанталды күш түскенде көп жағдайда сына бермейді, негізінде көп жағдайда сынбайды, ол жұмысшының қателігенен немесе оқшаулағыштың өте тозған кезінде болады. Сондықтан оларды белгіленген уақыт аяқталуымен ауыстырылып отырады.

Тетікті тіреуіш оқшаулағышты есептеу

     Тетікті тіреуіш оқшаулағыш жұмысы ашық тарату құрылғыларында шиналардағы байланысып тұрған тораптардың оқшаулауын қамтамассыз етеді.        Осындай оқшаулағыштарда көптеген токтардың шығыны болуы мүмкін, тағы да механикалық қателіктерді есепету сяқты. Тетікті тірек оқшаулағыштың құрамындағы оқшаулағыш материалдарға байланысты әр түрлі жағдайда әр түрлі тоқтың шашылуы және шығындалулары болады.

1.4 – сурет. Тетікті  тіреуіш оқшаулағыш

Диэлектрик көлемінен  өткен токтың кедергісін былай анықтаймыз:

_{Жоғары  беттің кедергісі:}

_{Осындай оқшаулағыштың эквиваленттік  кедергісі:}

_{Шашыраған тоқты Ом заңымен  табады:}

_{Оқшауламаның  тоғының көлемі:}

_{Электрлік тұрақтылығы:}

      _{Қорытындылай келе  оқшаулағыштағы диэлектрлік  шығынды былай  анықтай аламыз:}

      _{Жоғарыдағы формулалармен стерженді тіреуіш оқшаулатқышты есептеулер жүргізуге болады.}

      _{1 Есеп: Оқшаулағыштағы  өтіп тұрған шашыранды  тоқтағы сыйымдылықпен  диэлектрлік шығынды  табу, кернеуі U=10000В,  электрлік өрістің  жиілігі f=50 Гц, электрлік  фарфордан жасалған  оқшалағыш  арналып  өлшенген электрлік  параметрлер -  Pv. Ps. tgcp және басқалар.}

       _{Бөлінген көлемдік  кедергі 4*10^11 Ом*м, бөлінген сыртқы беттің кедергісі 3*10^12 Ом*м, диэлектрлік өтімділік 7 ге тең, tgб=0,032. Геометриялық өлшемдері h=210 мм, D=170 мм, A=150 мм.}

      _{Шешуі. Алдын ала диэлектриктің көлемінен өтіп жатқан тоқтағы кедергіні анықтаймыз:}

    _{Жоғарғы беттің кедергісі:}

    _{Оқшаулағыштың эквивалентті кедергісі:}

    _{Онда шашыраған тоқты Ом заңымен анықтаймыз:}

_{Осындай оқшаулағыштың сыйымдылығы  келесідей табамыз:}

_{Онда  осындай оқшаулағыштағы диэлектрлік шығында  келесі формуламен анықтайды:}

Қорытынды

      _{Мен осы семестірлік жұмысты орындау барысында аспалы оқшаулағыш түрлерімен, құрылысымен, жұмыс жасау принциптерімен таныстым. Соның ішінде шыны және фарфорлы аспалы оқшаулағыштардың жұмыс жасау принциптерімен қоса қандай жағдайда эксплуатация жасалатынын, жұмыс жасау кернеулерімен, соның барысында аспалы оқшаулағыш 35 кВ тен жоғары кернеулерде ашық тарату құрылғыларында қолданылатынын осы жұмыс барысында түсіндім.}

            _{Соңында тетікті  тіреуіш оқшаулағыштың  параметрлерін қалай  анықтайтынын оқып  білдім, көп жағдайда  оқшаулағыштың бойымен  тоқ өткенде ондағы  шығындармен тоқтың  шашырауын қалай  есептеу керек  екендігін білдім.}