История электротехники

Сооружение Свирской ГЭС и линии электропередачи на напряжение 220 кВ потребовало подвесных изоляторов с гарантийной механической прочностью 6,86∙10⁴ Н. Производство таких изоляторов было освоено в 1932 г. на заводе им. Артема и в 1935 г. на заводе «Пролетарий».

В начале 1923 г. на заводе «Изолятор» была сооружена изоляторная лаборатория с испытательной установкой на напряжение до 300 кВ и специальной машиной для механических испытаний изоляторов, что позволило планомерно проводить работы по изучению характеристик зарубежных и разрабатываемых отечественных изоляторов. В том же 1923 г. на заводе «Изолятор» была разработана и выпущена первая партия штыревых изоляторов на напряжение 35 кВ технологически приемлемой формы типа ШИ. Опыт эксплуатации этих изоляторов дал удовлетворительные результаты, и они были включены в первый общесоюзный стандарт (ОСТ 3370) и выпускались до 1939 г. [10.21].

В период 1923–1925 гг. осваивается серийное производство линейных изоляторов высокого напряжения на заводах им. Артема и «Изолятор» и аппаратных изоляторов на заводе «Пролетарий». Производство аппаратных изоляторов представляло наибольшие трудности вследствие сложности их профилей и примитивности оборудования, которым в то время были оснащены наши заводы. Значительную помощь заводам в области испытаний и корректирования первых конструкций изоляторов оказали коллективы научных работников ИНХ им. В.Г. Плеханова (Б.И. Угримов), а также ЛЭТИ (А.А. Смуров и его сотрудники). В 1925 г. для создания новых изоляторов было организовано Техническое бюро изоляторных заводов Электротехнического треста Центрального района (ЭТЦР), руководителем которого являлся Н.В. Головкин. Экспериментальной базой бюро был завод «Изолятор», на территории которого оно помещалось. Бюро разработало конструкции первых отечественных подвесных изоляторов (типа ПГ-22), проводило работы по исследованию, созданию и модернизации ряда конструкций изоляторов и арматуры для них. В бюро выросла группа инженеров-специалистов в области керамической изоляции (А.В. Ефимов, Л.И. Федоров и др.).

Важным этапом в развитии отечественного изоляторостроения явились разработка и технологическое освоение производства подвесных изоляторов для строившихся линий электропередачи напряжением 110 кВ. В результате проведенных исследований подвесных изоляторов, поставлявшихся СССР заграничными фирмами, была разработана отечественная конструкция подвесного изолятора ПГ-22 (рис. 10.2). В этом изоляторе шапка 7 закреплялась на головке изолятора при помощи цементной замазки, заделка же стального стержня 2 производилась при помощи стальных шпилек 3, заливаемых легкоплавким сплавом, состоящим из свинца и сурьмы. Серийный выпуск подвесных изоляторов был начат в 1927 г., что позволило уже в годы первой пятилетки отказаться от импорта изоляторов этого класса. Впоследствии (1938–1939 гг.) на освоении работ, проведенных изоляторной лабораторией ВЭИ, в конструкцию подвесного изолятора были внесены изменения (изолятор П-4,5): заделка шапки и стержня производилась на цементной замазке с применением эластичных битумных покрытий. Этот тип изолятора вошел в первый общесоюзный стандарт на фарфоровые изоляторы (ОСТ 3370) в 1930 г., а также в ГОСТ 6490–53. Для повышения качества продукции и производительности заводов большое значение имели работы, проведенные в 1926–1928 гг., по переводу печей (горнов) с твердого топлива (дров) на жидкое и усовершенствованию процессов обжига электротехнического фарфора.

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.

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.