Рис.136. Испытание штыревого изолятора с целью определения макроразрядного напряжения: 1- провод, 2- изолятор, 3- стальной штырь: А,Б,В,Г,Д,Е- путь электрического разряда
Основными электрическими характеристиками изоляторов являются сухоразрядное, мокроразрядное и пробивное напряжения.
Сухоразрядным напряжением называется напряжение, приложенное к металлическим электродам изолятора, при котором наступает искровой разряд по его поверхности при нормальных атмосферных условиях.
Мокроразрядным называется напряжение, приложенное к изолятору, при котором происходит разряд по поверхности изолятора, находящегося под действием струй дождя, падающих на него под углом 45° (рис. 136). При этом сила дождя должна быть равной 5 мм/мин, а удельное объемное сопротивление воды должно находиться в пределах 9500— 10500 Ом *см (при 20°С). Величина мокроразрядного напряжения изолятора, определяемая при испытаниях, позволяет судить о том, как будет вести себя изолятор в условиях эксплуатации под дождем. Для любого изолятора величина мокроразрядного напряжения всегда меньше величины его сухоразрядного напряжения, так как при действии дождя значительная часть поверхности изолятора оказывается смоченной водой и начинает проводить ток
Рис.137. Механическое испытание проходного изолятора: 1- стальная плита, 2- чугунный фланец, 3- крепящие болты, 4- стальной трос.
Пробивным напряжением изолятора называют напряжение, при котором происходит пробой материала изолятора, заключенного между основными электродами, например между стержнем и шапкой подвесного изолятора.
Пробивное напряжение любого изолятора всегда больше его сухоразрядного и тем более мокроразрядного напряжения.
Поэтому испытания на пробой изоляторов производят в минеральном (трансформаторном) масле, которое имеет большую электрическуюпрочность по сравнению с воздухом. Для этого изолятор погружают в сосуд с трансформаторным маслом.
Рабочие(номинальные) напряжения изоляторов естественно намного меньше их мокроразрядных, сухоразрядных и пробивных напряжений.
Кроме электрических характеристик, уизоляторов определяютмеханические характеристики. Они представляют собой механические нагрузки, измеряемые при испытании изоляторов на разрыв, изгиб и срез головки (у штыревых изоляторов). Так, для определения разрушающей нагрузки проходного изолятора (рис. 137) он жестко крепится фланцем на стальной плите (с помощью болтов). На токо ведущийстержень изолятора надевается петля из стального троса, ккоторому прикладывается изгибающее усилие. Это усилие плавно повышают до величины, при которой наступает разрушение изолятора.
Величины электрических и механических характеристик изоляторов не должны быть ниже значений, устанавливаемых соответствующими ГОСТ.
Очень важной характеристикой изоляторов является их термостойкость, т. е. стойкость к резким изменениям температуры. Эта характеристика определяется двукратным нагревом и охлаждением изолятора в воде при разности температур горячей и холодной воды 70°С (для фарфоровых изоляторов) и 45°С (для стеклянных изоляторов). Для этого каждый из испытуемых изоляторов вначале подвергают нагреву в горячей воде (90—95°С) в течение 15 мин., после чего изолятор немедленно переносится в холодную воду (20±5°С),где охлаждается в течение 15 мин. Затем этот цикл испытаний повторяется.
После этих теплосмен изоляторы должны еще выдержать без поврежденийтрехминутное испытание электрическим напряжением, при котором на поверхности изолятора образуется непрерывный поток искр.
Наиболее ответственные по своему назначению подвесные изоляторы подвергают трёхкратному циклу охлаждения и нагрева при температуре от -50 до +50°С с одновременным приложением механической нагрузки, равной 3000-4000 кГ в зависимости от типа изолятора. Механическая нагрузка, приложенная к гирлянде изоляторов, должна быть постоянной в течение всего времени испытаний. Каждый цикл испытания начинается с охлаждения изоляторов до -50°С. При этой температуре изоляторы выдерживают один час, затем начинается нагревание изоляторов до 50°С и снова их выдерживают один час. После каждого цикла теплосмен изоляторы проверяют напряжением 60-70 кВ при температуре 20±5°С. Испытание заканчивается плавным подъёмом растягивающей механической нагрузки после третьего цикла, когда изоляторы нагреты до 50°С. Изоляторы считаются выдержавшими это испытание, если разрушение их наступает при нагрузках не ниже 6000 кГ (для изоляторов П-4,5) и 8000 кГ (для изоляторов П-6).
Все описанные испытания изоляторов являются типовыми, т.е. испытаниям подвергают не каждый выпускаемый с завода изолятор, а определённый процент (0,5%) от всей выпускаемой партии изоляторов. Каждый же из выпускаемых высоковольтных изоляторов подвергается трёхминутному испытанию напряжением, при котором по поверхности изоляторов образуется поток искр. Все изоляторы, выдержавшие это электрическое испытание, считаются годными.
Подвесные изоляторы подвергают ещё одноминутному испытанию растягивающей механической нагрузкой в 3600 кГ (изоляторы П-4,5) и 4800 кГ (изоляторы П-6). Одноминутные механические испытания производятся перед электрическими испытаниями, чтобы отбраковать плохо за армированные, а также изоляторы с дефектными элементами из фарфора или стекла и с дефектной арматурой (трещины и пр.). Изоляторы, выдержавшие одноминутное механическое испытание, поступают затем на массовое испытание, описанное выше.