История электротехники

Коллектив авторов

Дальнейшее развитие электроизоляторного производства связано с развитием трансформаторе- и электроаппаратостроения, а также сооружением линий электропередачи на напряжение 220 кВ.

В 1931 г. завод «Изолятор» начал производство маслонаполненных фарфоровых вводов на напряжение 110 кВ, которые изготовлялись по чертежам американской фирмы ДЖИИ, а затем по усовершенствованным заводским конструкциям.

^{Рис. 10.3. Фарфоровый маслонаполнениый ввод с внутренней бумажно-масляной изоляцией конденсаторного типа}

1 —

гайки; 2 — токоведущая труба; 3 — верхняя фарфоровая покрышка; 4 — обмотка из кабельной бумаги; 5 — трансформаторное масло; 6 — опорная поверхность втулки; 7 — соединительная втулка; 8 — нижняя фарфоровая покрышка; 9 — цилиндрические обкладки; 10 — стакан; 77 — экран; 12 — масляный расширитель; 13 — контактный зажим

В 1932 г. для линий электропередачи на напряжение 220 кВ были разработаны и освоены в производстве подвесные изоляторы типа П-7 с гарантийной механической прочностью 6,86•10⁴ Н. Освоение в производстве вводов на напряжение 220 кВ потребовало большего времени, чем для вводов на напряжение 110 кВ, так как их конструкция была более сложной. Потребовалась разработка специальной технологии

сушки, обжига и охлаждения этих крупногабаритных керамических конструкций. Внутренняя изоляция ввода, которая изготовлялась по американским чертежам, не обеспечивала необходимой надежности. Группой специалистов заводов «Изолятор», «Электроаппарат», Московского электрозавода и ВЭИ изоляция ввода была улучшена, после чего начался серийный выпуск вводов на напряжение 220 кВ (рис. 10.3).

В 1932–1933 гг. были разработаны конструкции установок для непрерывного испытания изоляторов высоким напряжением, что позволило в 3–5 раз повысить пропускную способность испытательных станций.

Улучшению производства фарфоровых изоляторов способствовала специализация заводов, проведенная в 1933 г. Заводы «Пролетарий» и «Изолятор» стали специализироваться на выпуске аппаратных изоляторов, завод «1 Мая» — на изоляторах для линий связи и электроустановочных изделиях, а завод им. Артема — на выпуске линейных (подвесных и штыревых) и станционных (опорных и опорно-штыревых) изоляторов. На рис. 10.4 показаны основные типы опорных изоляторов, каждый из них состоит из фарфорового элемента и арматуры. Фарфоровые элементы либо полые (рис. 10.4, а и б), либо сплошные с небольшими выемками для внутренней заделки арматуры (рис. 10.4, в). В первых двух конструкциях опорных изоляторов нижняя часть фарфорового элемента закрепляется в чугунном фланце с помощью цементно-песчаного состава. Сверху фарфорового элемента закрепляется чугунный колпак. Опорные изоляторы на напряжения 6 и 10 кВ имеют по одному верхнему ребру и отличаются друг от друга только высотой.

В 1935–1936 гг. изоляторная лаборатория ВЭИ разрабатывает конструкции линейных противогрязевых изоляторов, которые нашли широкое применение [10.21].

Развитие электрификации СССР предъявило повышенные требования к объему выпуска изоляторов и улучшению их качества, что потребовало пересмотра и усовершенствования основных технологических операций. Важное значение в этом отношении имели разработка и внедрение в электрокерамическое производство в 1939–1940 гг. вакуум-пресса для переработки сырой фарфоровой массы с целью удаления из нее газовых включений и равномерного распределения влаги.

Внедрение вакуум-пресса в изоляторное производство позволило исключить трудоемкий процесс — проточку заготовок керамической массы, которая производилась вручную.

^{Рис. 10.4. Опорные изоляторы}

^{а — изолятор на 6 кВ с круглым фланцем; б — изолятор на 35 кВ с овальным фланцем; в — малогабаритный изолятор на 6 кВ с внутренней заделкой арматуры; 1 — чугунный колпак; 2 — фарфоровый элемент; 3 — фланец; 4 — колпачок; 5 — картонные прокладки; 6 и 7 — арматура для внутренней заделки в изоляторах} 

Первыми отечественными изоляторами, изготовляемыми методом протяжки при помощи вакуум-пресса, были модернизированные проходные изоляторы на напряжения 3, 6 и 10 кВ. При этом токоведущий стержень круглого сечения с резьбой на двух концах был заменен плоской шиной, закрепление на цементе двух чугунных колпачков было исключено, что сократило цикл армирования изоляторов. Проходные изоляторы описанной конструкции широко применяются в промышленности начиная с 1940 г.

Для разработки новых электрокерамических материалов и новой технологии и проектирования новых заводов в 1938–1939 гг. в Москве был организован Государственный исследовательский электрокерамический институт (ГИЭКИ).

Этот институт во время войны в 1941 г. был эвакуирован на Урал, где его немногочисленные сотрудники провели ряд важных работ по исследованию и применению уральского сырья в изоляторном производстве, что помогло развернуть работу по производству изоляторов на организованном заводе «Урализолятор» (г. Камышлов).

В 1939–1941 гг. ВЭИ совместно с заводом «Изолятор» разрабатывает маслонаполненный ввод на напряжение 400 кВ для трансформаторов Куйбышевской ГЭС. Эта работа была прервана начавшейся войной.

Дальнейшие интенсификация и совершенствование изоляторного производства развиваются по линии механизации и автоматизации процессов, внедрения высокопроизводительных станков-автоматов и перевода серийного производства на поточный метод.

Бурное развитие изоляторной промышленности происходит в послевоенный период. Осваивается производство линейных изоляторов с гарантированной прочностью 1•10⁵ и 1,57•10⁵ Н. Изоляторная промышленность осваивает выпуск новых типов изоляторов на напряжение 330, 400 и 500 кВ. В 1949 г. начинаются разработки и освоение производства высоковольтных вводов с бумажно-масляной изоляцией, позволившей значительно снизить их массу. В 1959–1960 гг. выпускаются вводы на напряжения 110, 150, 220, 330, 400 и 500 кВ для трансформаторов, установленных на Каховской ГЭС, линиях электропередачи Волгоград — Москва, Волгоград — Урал.

Таким образом, фарфор имеет чрезвычайно широкое применение в электротехнике. Однако он имеет и недостаток — большие диэлектрические потери, сильно возрастающие при повышении температуры, что затрудняет применение фарфора при высоких частотах и температурах.

Развитие радиоэлектронной промышленности вызвало необходимость в новых керамических материалах, обладающих повышенными свойствами. Развитие этих материалов сначала шло по линии усовершенствования фарфора, а затем по линии получения керамических материалов другого состава.