Конструкции фарфоровых и стеклянных изоляторов
Крепление арматуры на изоляторе с помощью цементирующего вещества осуществляется заполнением пространства (кольцевого зазора) между арматурой и изоляционным элементом портландцементным составом, приготовленным из двух частей портландцемента и одной части наполнителя (мелкий речной песок, отмытый от глинистых веществ, или фарфоровая мука), замешанных на воде (0,3 части воды). После затвердевания портландцементный состав сцепляется с поверхностью фарфора и арматуры, прочно связывая их между собой. Для приготовления состава используется портландцемент марки не ниже 400* для армирования менее ответственных изоляторов (например, опорных изоляторов внутренней установки на 6—10 кВ) и марки не ниже 500 для ответственных изоляторов (например, опорно-штыревых и опорно-стержневых изоляторов на 10—220 кВ).
Пределы прочности (в МПа) образцов (размером 40Х40Х Х160 мм) из портландцементного состава после затвердевания образцов в воде за время, не меньшее 28 сут, при сжатии и при статическом изгибе имеют следующие значения:
* Марку цемента определяет предел прочности при изгибе и сжатии образцов, изготовленных по ГОСТ.
Таблица 1. Размеры рифления, мм
Продолжительность полного затвердения цементного состава составляет 28 дней. Ускорение затвердения достигается пропариванием изоляторов в специальных камерах в течение двух суток. Уплотнение цементного состава после заполнения им зазора между фарфором и арматурой достигается кратковременной вибрацией изолятора или же заполнением зазора между фарфором и арматурой цементным составом под давлением 0,2—0,3 МПа.
Для лучшего сцепления портландцементного состава с поверхностью фарфора последняя покрывается фарфоровой крошкой под глазурь* или на нее наносится рифление (табл. 1): шашечное или канавками. Поверхность, на которую нанесено рифление, не глазуруется.
*Поверхность фарфора до обжига покрывается фарфоровой крошкой с размером зерна 1,5—3 мм, смешанной с глазурьюШашечное рифление № 1 применяется для полых изоляторов наружным диаметром до 120 мм, рифление № 2 — для полых изоляторов наружным диаметром от 120 до 170 мм и рифление № 3 — для полых изоляторов наружным диаметром более 170 мм и для опорно-стержневых изоляторов (см. рис. 1, а).
Рифление канавками № 1 применяется для полых изоляторов наружным диаметром до 200 мм, а рифление № 2 — для изоляторов диаметром более 200 мм. Число канавок составляет от 3 до 5 при диаметре изолятора до 200 мм и от 5 до 8 — при диаметре изолятора более 200 мм.
Размер рифленой поверхности выбирается кратным шагу рифления.
Рис. 2. Крепление арматуры цементирующим веществом
На поверхности арматуры, соприкасающейся с портландцементным составом, предусматриваются канавки: кольцевые или в виде отдельных сегментов. Профиль канавки (рис. 2) — полукруглый, прямоугольный или трапецеидальный. Глубина канавки 2—6 мм, а ширина 4—12 мм. Расстояние между краями канавок по высоте арматуры 10—20 мм.
Высота поверхности арматуры определяется наружным диаметром тела изолятора Dn и нагрузкой, на которую рассчитывается изолятор. Практически высота арматуры и число канавок принимаются такими:
Минимальный зазор между фарфором и арматурой составляет 2—5 мм на сторону. Для повышения прочности соединения изолятора и арматуры обе их поверхности (или одну из них) выполняют с конусностью а = 5н-6° (рис. 2).
Неармированные фарфоровые изоляторы не снижают своей механической прочности при воздействии многократных циклов температурных изменений от +50 до —40 °С, а также при длительном охлаждении до температуры —60 °С. При изменении же температуры армированных фарфоровых изоляторов в месте соединения фарфора с арматурой возникают дополнительные механические напряжения, обусловленные различием в коэффициенте линейного расширения а1 фарфора, металла арматуры и цементирующего состава. Для уменьшения этих напряжений поверхности фарфора и арматуры, соприкасающиеся с цементирующим составом, покрываются слоем компенсирующей промазки толщиной 0,2— 0,3 мм (асфальто-битумный лак БТ-99 по ГОСТ 8017—74 или ВТ-577 по ГОСТ 5631—79), что достигается однократным покрытием этих поверхностей.
На торцевые поверхности цементного слоя наносится влагостойкое покрытие, например эмаль ПФ-115 по ГОСТ 6465—76. Цементный шов разрушается под действием трансформаторного масла. Поэтому цементные швы изоляторов, находящихся в масле, покрывают специальным маслостойким покрытием.
Механическое крепление арматуры достигается прижатием арматуры к буртику (утолщению) на наружной или внутренней поверхности изолятора посредством болтов, притягиваемых к опорной поверхности аппарата. С обеих сторон буртика прокладываются мягкие прокладки (электрокартон, резина и др.).
При механическом креплении арматуры, выполненном по рис. 3, а, два стальных полукольца 3 вкладываются внутрь кольца 2 после того, как последнее надето на изолятор 1 и расположено выше буртика. Таким образом получается составное кольцо, внутренний диаметр которого меньше наружного диаметра буртика изолятора D.
Рис. 3.Разновидности механического крепления арматуры
Затем составное кольцо опускается на прокладку, положенную на буртик, и притягивается шпильками 4 к опорной поверхности 5. При этом буртик изолятора оказывается зажатым между полукольцами 3 и опорной плоскостью 5. Торец изолятора, коническая поверхность буртика и цилиндрические поверхности диаметром D и D0 шлифуются. Размеры арматуры (мм):
Ниже на этом же рисунке показаны другие конструкции колец и полуколец, применяемые при механическом креплении арматуры.
При креплении по рис. 3, б арматурой являются четыре стальных полукольца 2У положенные попарно друг на друга. Стыки верхних и нижних полуколец смещены относительно друг друга на угол 90°. Размеры полукольца (мм):
При завертывании гаек буртик изолятора 1 оказывается зажатым между полукольцами 2 и опорной поверхностью 3.
При механическом креплении арматуры по рис. 3, в алюминиевые колодки 5 закрепляются винтами 3 на двух стальных полукольцах 4. Полукольца скрепляются между собой двумя стальными соединительными планками 7. Образованное таким образом кольцо с колодками накладывается на выступ изолятора 1. Поворачивая каждую колодку 5 вокруг оси винта 3, добиваются соприкосновения каждой колодки с поверхностью буртика изолятора. Затем кольцо 4 притягивается шпильками 2 к опорной поверхности 6. Соединительная планка крепится к полукольцам теми же винтами 5, что и колодки. Толщина соединительной планки и полукольца принимается по 8—15 мм в зависимости от диаметра изолятора. Размеры полукольца, планки и колодок (мм) определяются соотношениями:
