Глава 9. Изоляция электроустановок переменного тока

Настоящая глава распространяется на выбор изоляции электроустановок переменного тока на номинальное напряжение 6-500 кВ.

Выбор изоляторов или изоляционных конструкций из стекла и фарфора должен производиться по удельной эффективной длине пути утечки в зависимости от степени загрязнения (далее – СЗ) в месте расположения электроустановки и ее номинального напряжения. Выбор изоляторов или изоляционных конструкций из стекла и фарфора производится также по разрядным характеристикам в загрязненном и увлажненном состоянии. Выбор полимерных изоляторов или конструкций в зависимости от СЗ и номинального напряжения электроустановки должен производиться по разрядным характеристикам в загрязненном и увлажненном состоянии.

Определение СЗ должно производиться в зависимости от характеристик источников загрязнения и расстояния от них до электроустановки в соответствии с таблицами 103 118 - приложения 1 к настоящим Правилам. В случаях, когда использование таблиц 103 118 - приложения 1 к настоящим Правилам, по тем или иным причинам невозможно, определение СЗ производится по карте степени загрязнения. Вблизи промышленных комплексов, а также в районах с наложением загрязнений от крупных промышленных предприятий, тепло-электро станций (далее – ТЭС) и источников увлажнения с высокой электрической проводимостью определение СЗ, производится по карте степени загрязнения.

Длина пути утечки L изоляторов и изоляционных конструкций из стекла и фарфора должна определяться по формуле, см: L = э · U · k (11) l где э — удельная эффективная длина пути утечки по таблице 101, см/кВ; l U – наибольшее рабочее междуфазное напряжение по ГОСТ 721 "Системы электроснабжения, сети, источники, преобразователи и приемники электрической энергии. Номинальные напряжения свыше 1000 В", кВ; k — коэффициент использования длины пути утечки (параграф 7 настоящей главы).

Удельная эффективная длина пути утечки поддерживающих гирлянд изоляторов и штыревых изоляторов ВЛ на металлических и железобетонных опорах в зависимости от СЗ и номинального напряжения (на высоте до 1000 м над уровнем моря ) должна приниматься по таблице 101 приложения 1 к настоящим Правилам. Удельная эффективная длина пути утечки поддерживающих гирлянд и штыревых изоляторов ВЛ на высоте более 1000 м над уровнем моря должна быть увеличена по сравнению с нормированной в таблице 101 приложения 1 к настоящим Правилам:

1. от 1000 до 2000 м – на 5 %;
2. от 2000 до 3000 м – на 10 %;
3. от 3000 до 4000 м – на 15 %.

Изоляционные расстояния по воздуху от токоведущих до заземленных частей опор должны соответствовать требованиям главы 14 настоящих Правил.

Количество подвесных тарельчатых изоляторов в поддерживающих гирляндах и в последовательной цепи гирлянд специальной конструкции (V–образных, Ʌ–образных, – образных, Y – образных составленных из изоляторов одного типа) для ВЛ на металлических и железобетонных опорах должно определяться по формуле: , (12) где Lи – длина пути утечки одного изолятора по стандарту или техническим условиям на изолятор конкретного типа. Если расчет m не дает целого числа, то выбирают следующее целое число.

На ВЛ напряжением 6–20 кВ с металлическими и железобетонными опорами количество подвесных тарельчатых изоляторов в поддерживающих и натяжных гирляндах должно определяться по пункту 315 настоящих Правил и независимо от материала опор должно составлять не менее двух. На ВЛ напряжением 35–110 кВ с металлическими, железобетонными и деревянными опорами с заземленными креплениями гирлянд количество тарельчатых изоляторов в натяжных гирляндах всех типов в районах с 1-2-й СЗ увеличивается на один изолятор в каждой гирлянде по сравнению с количеством, полученным по пункту 315 настоящих Правил. На ВЛ напряжением 150-500 кВ на металлических и железобетонных опорах количество тарельчатых изоляторов в натяжных гирляндах должно определяться по пункту 315 настоящих Правил.

На ВЛ напряжением 35-220 кВ с деревянными опорами в районах с 1-2-й СЗ количество подвесных тарельчатых изоляторов из стекла или фарфора допускается принимать на 1 меньше, чем для ВЛ на металлических или железобетонных опорах. На ВЛ напряжением 6-20 кВ с деревянными опорами или деревянными траверсами на металлических и железобетонных опорах в районах с 1-2-й СЗ удельная эффективная длина пути утечки изоляторов должна быть не менее 1,5 см/кВ.

В гирляндах опор больших переходов должно предусматриваться по одному дополнительному тарельчатому изолятору из стекла или фарфора на каждые 10 м превышения высоты опоры сверх 50 м по отношению к количеству изоляторов нормального исполнения, определенному для одноцепных гирлянд при э = 1,9 см/кВ l для ВЛ напряжением 6-35 кВ и э = 1,4 см/кВ для ВЛ напряжением 110-500 кВ. При l этом, количество изоляторов в гирляндах этих опор должно быть не менее требуемого по условиям загрязнения в районе перехода.

В гирляндах тарельчатых изоляторов из стекла или фарфора, подвешенных на высоте более 100 м, в соответствии по пункту 319 настоящих Правил предусматриваются сверх определенного два дополнительных изолятора.

Выбор изоляции ВЛ с изолированными проводами должен производиться в соответствии с параграфом 6 настоящей главы.

Удельная эффективная длина пути утечки внешней фарфоровой изоляции электрооборудования и изоляторов ОРУ напряжением 6-500 кВ, а также наружной части вводов закрытых распределительных устройств (далее – ЗРУ) в зависимости от СЗ и номинального напряжения (на высоте до 1000 м над уровнем моря) должна приниматься по таблице 101 приложения 1 к настоящим Правилам. Удельная эффективная длина пути утечки внешней изоляции электрооборудования и изоляторов ОРУ напряжением 6-220 кВ, расположенных на высоте более 1000 м, должна приниматься на высоте до 2000 м - по таблице 101 приложения 1 к настоящим Правилам, а на высоте от 2000 до 3000 м - на одну степень загрязнения выше по сравнению с нормированной.

При выборе изоляции ОРУ изоляционные расстояния по воздуху от токоведущих частей ОРУ до заземленных конструкций должны соответствовать требованиям главы 20 настоящих Правил.

В натяжных и поддерживающих гирляндах ОРУ число тарельчатых изоляторов определяется по пункту 316 настоящих Правил с добавлением в каждую цепь гирлянды напряжением 110-150 кВ – одного, 220-330 кВ – двух, 500 кВ – трех изоляторов.

При отсутствии электрооборудования, удовлетворяющего требованиям таблицы 101 приложения 1 к настоящим Правилам для районов с 3-4 СЗ, необходимо применять оборудование, изоляторы и вводы на более высокие номинальные напряжения с изоляцией, удовлетворяющей таблице 101 приложения 1 к настоящим Правилам.

В районах с условиями загрязнения, превышающими 4-ю СЗ, предусматривается сооружение ЗРУ.

ОРУ напряжением 500 кВ и, ОРУ напряжением 110-330 кВ с большим количеством присоединений не должны располагаться в зонах с 3-4-й СЗ.

Удельная эффективная длина пути утечки внешней изоляции электрооборудования и изоляторов в ЗРУ напряжением 110 кВ и выше должна быть не менее 1,2 см/кВ в районах с 1-й СЗ и не менее 1,5 см/кВ в районах с 2-4 СЗ.

В районах с 1-3-й СЗ должны применяться КРУН и комплектная трансформаторная подстанция (далее - КТП) с изоляцией по таблице 101 приложения 1 к настоящим Правилам. В районах с 4 СЗ допускается применение только КРУН и КТП с изоляторами специального исполнения.

Изоляторы гибких и жестких наружных открытых токопроводов должны выбираться с удельной эффективной длиной пути утечки по таблице 101 э = 1,9 см/кВ l на номинальное напряжение 20 кВ для токопроводов 10 кВ в районах с 1-3-й СЗ, э = l 3,0 см/кВ на номинальное напряжение 20 кВ для токопроводов 10 кВ в районах с 4-й СЗ, э = 2,0 см/кВ на номинальное напряжение 35 кВ для токопроводов 13,8-24 кВ в l районах с 1-4-й СЗ.

Гирлянды ВЛ напряжением 6-500 кВ, внешняя изоляция электрооборудования и изоляторы ОРУ напряжением 6-500 кВ должны иметь 50%-ные разрядные напряжения промышленной частоты в загрязненном и увлажненном состоянии не ниже значений, приведенных в таблице 102 приложения 1 к настоящим Правилам. Удельная поверхностная проводимость слоя загрязнения должна приниматься (не менее): для 1-й СЗ – 5 микросименс (далее – мкСм), 2-й СЗ - 10 мкСм, 3-й СЗ - 20 мкСм, 4-й СЗ – 30 мкСм.

В районах, не попадающих в зону влияния промышленных источников загрязнения (леса, тундра, лесотундра, луга), применяется изоляция с меньшей удельной эффективной длиной пути утечки, чем нормированная в таблице 101 приложения 1 к настоящим Правилам для 1-й СЗ.

К районам с 1-й СЗ относятся территории, не попадающие в зону влияния источников промышленных и природных загрязнений (болота, высокогорные районы, районы со слабозасоленными почвами, сельскохозяйственные районы).

В промышленных районах при наличии обосновывающих данных применяется изоляция с большей удельной эффективной длиной пути утечки, чем нормированная в таблице 101 приложения 1 к настоящим Правилам для 4-й СЗ.

Степень загрязнения вблизи промышленных предприятий должна определяться по таблицам 103 111 - приложения 1 к настоящим Правилам в зависимости от вида и расчетного объема выпускаемой продукции и расстояния до источника загрязнений. Расчетный объем продукции, выпускаемой промышленным предприятием, определяется суммированием всех видов продукции. СЗ в зоне уносов действующего или сооружаемого предприятия должна определяться по наибольшему годовому объему продукции с учетом перспективного плана развития предприятия (не более чем на 10 лет вперед).

Степень загрязнения вблизи ТЭС и промышленных котельных должна определяться по таблице 112 приложения 1 к настоящим Правилам в зависимости от вида топлива, мощности станции и высоты дымовых труб.

При отсчете расстояний по таблицам 103 112 - приложения 1 к настоящим Правилам границей источника загрязнения является кривая, огибающая все места выбросов в атмосферу на данном предприятии (ТЭС).

В случае превышения объема выпускаемой продукции и мощности ТЭС, по сравнению с указанными в таблицах 102 112 - приложения 1 к настоящим Правилам, увеличивается СЗ не менее чем на одну ступень.

Объем выпускаемой продукции при наличии на одном предприятии нескольких источников загрязнения (цехов) должен определяться суммированием объемов продукции отдельных цехов. Если источник выброса загрязняющих веществ отдельных производств (цехов) отстоит от других источников выброса предприятия больше чем на 1000 м, годовой объем продукции должен определяться для этих производств и остальной части предприятия отдельно. В этом случае расчетная СЗ определяется согласно пункту 350 настоящих Правил.

Если на одном промышленном предприятии выпускается продукция нескольких отраслей (или подотраслей) промышленности, указанных в таблице 102 - 111 приложения 1 к настоящим Правилам, то СЗ определяется согласно пункту 337 настоящих Правил.

Границы зоны с данной СЗ корректируются с учетом розы ветров по формуле: , (13) где S - расстояние от границы источника загрязнения до границы района с данной СЗ, скорректированное с учетом розы ветров, м; S0 – нормированное расстояние от границы источника загрязнения до границы района с данной СЗ при круговой розе ветров, м; W — среднегодовая повторяемость ветров рассматриваемого румба, %; W0 — повторяемость ветров одного румба при круговой розе ветров, %. Значения S/S0 должны ограничиваться пределами 0,5 < S/S0 < 2.

Степень загрязнения вблизи отвалов пылящих материалов, складских зданий и сооружений, канализационно-очистных сооружений определяются по таблице 113 приложения 1 к настоящим Правилам.

Степень загрязнения вблизи автодорог с интенсивным использованием в зимнее время химических противогололедных средств определяется по таблице 114 приложения 1 к настоящим Правилам.

Степень загрязнения в прибрежной зоне морей, соленых озер и водоемов должна определяться по таблице 115 приложения 1 к настоящим Правилам в зависимости от солености воды и расстояния до береговой линии. Расчетная соленость воды определяется по гидрологическим картам как максимальное значение солености поверхностного слоя воды в зоне до 10 км вглубь акватории. Степень загрязнения над поверхностью засоленных водоемов принимается на одну ступень выше, чем в таблице 115 приложения 1 к настоящим Правилам для зоны до 0,1 км.

В районах, подверженных ветрам со скоростью более 30 метров в секунду ( далее - м/с) со стороны моря (периодичностью не реже одного раза в 10 лет), расстояния от береговой линии, приведенные в таблице 115 приложения 1 к настоящим Правилам, увеличивается в 3 раза. Для водоемов площадью 1000-10000 метров в квадрате (далее – м2) СЗ допускается снижать на одну ступень по сравнению с данными таблицы 115 приложения 1 к настоящим Правилам.

Степень загрязнения вблизи градирен или брызгальных бассейнов должна определяться по таблице 116 при удельной проводимости циркуляционной воды менее 1000 микросименс на сантиметр (далее - мкСм/см) и по таблице 117 при удельной проводимости от 1000 до 3000 мкСм/см.

Расчетная СЗ в зоне наложения загрязнений от двух независимых источников, определенную с учетом розы ветров по пункту 344 настоящих Правил, определяется по таблице 118 независимо от вида промышленного или природного загрязнения.

Коэффициенты использования k изоляционных конструкций, составленных из однотипных изоляторов, определяется по формуле: k = kИkК, (14) где kИ – коэффициент использования изолятора; kК - коэффициент использования составной конструкции с параллельными или последовательно-параллельными ветвями.

Коэффициенты использования kИ подвесных тарельчатых изоляторов со слабо развитой нижней поверхностью изоляционной детали определяются по таблице 119 приложения 1 к настоящим Правилам в зависимости от отношения длины пути утечки изолятора LИ к диаметру его тарелки D.

Коэффициенты использования kИ подвесных тарельчатых изоляторов специального исполнения с сильно развитой поверхностью определяются по таблице 120 приложения 1 к настоящим Правилам.

Коэффициенты использования kИ штыревых изоляторов (линейных, опорных) со слабо развитой поверхностью должны приниматься равными 1,0, с сильно развитой поверхностью - 1,1.

Коэффициенты использования kИ внешней изоляции электрооборудования наружной установки, выполненной в виде одиночных изоляционных конструкций, в том числе опорных изоляторов наружной установки на номинальное напряжение до 110 кВ, а также подвесных изоляторов стержневого типа на номинальное напряжение 110 кВ, определяются по таблице 121 приложения 1 к настоящим Правилам в зависимости от отношения длины пути утечки изолятора или изоляционной конструкции LИ к длине их изоляционной части h.

Коэффициенты использования kК одноцепных гирлянд и одиночных опорных колонок, составленных из однотипных изоляторов, принимаются равными 1,0.

Коэффициенты использования kК составных конструкций с параллельными ветвями (без перемычек), составленных из однотипных элементов (двухцепных и многоцепных поддерживающих и натяжных гирлянд, двухи многостоечных колонок), определяются по таблице 122 приложения 1 к настоящим Правилам.

Коэффициенты использования kК Ʌ-образных и V-образных гирлянд с одноцепными ветвями принимаются равными 1,0.

Коэффициенты использования kК составных конструкций с последовательно-параллельными ветвями, составленными из изоляторов одного типа ( гирлянд типа Y или , опорных колонок с различным числом параллельных ветвей по высоте, а также подстанционных аппаратов с растяжками), принимаются равными 1,1.

Коэффициенты использования kИ одноцепных гирлянд и одиночных опорных колонок, составленных из разнотипных изоляторов с коэффициентами использования kИ1 и kИ2, определяться по формуле: , (15) где L1 и L2 - длина пути утечки участков конструкции из изоляторов соответствующего типа. Аналогичным образом определяется величина kИ для конструкций указанного вида при числе разных типов изоляторов, большем двух.

Конфигурация подвесных изоляторов для районов с различными видами загрязнений выбирается по таблице 123 приложения 1 к настоящим Правилам.