Изоляторы относятся к ответственным элементам воздушных линий. Правильный выбор изоляции и ее высокое качество являются одними из основных условий, выполнение которых обеспе­чивает надёжную эксплуатацию линий. В отличие от изоляторов, применяемых в других электроустановках, например в электрических аппаратах, изоляторы воздушных линий называются линейными.

Изоляционным материалом изоляторов является фарфор или закалённое стекло. Линейные изоляторы подразделяются на две основные группы:

А). Штыревые, закрепляемые на опорах с помощью штырей и крючьев - в СССР изоляторы этого типа применялись на линиях низкого напряжения ­ до 1000 В, а также на высоковольтных ли­ниях напряжением до 35 кВ включительно;

Б). Подвесные, закрепляемые на опорах с помощью линейной арматуры – они соединяются в гирлянды, состоящие обычно из нескольких сцеплённых друг с другом элементов. Подвесные изоляторы применяются на линиях напряжением 35 кВ и выше, а в отдельных случаях ­ и на линиях более низких напряжений (обычно в натяжных гирляндах опор анкерного типа). Низковольтные штыревые изоляторы имеют наиболее простую форму. У высоковольтных штыревых изоляторов на 6 и 10 кВ (рис. 2­-1, а, б, развиты конструкции «юбок». Изоляторы на 20 и 35 кВ состоят из нескольких склеенных элементов (рис. 2-1, в).

Штыревые изоляторы крепятся на крюках или штырях при по­мощи пакли, смоченной разведённым на олифе суриком (в настоящее время – на полимерных колпачках, навинчиваемых на крюки/штыри). Расчётной нагрузкой для изоляторов этого типа является нагрузка на изгиб.

Высоковольтные штыревые изоляторы обозначаются шифром, состоящим из буквенной и цифровой частей.

Буквенная часть ­наименование изолятора (например, ШФ - штыревой фарфоровой), цифра ­- класс изолятора (напряжение линии), буквы А, Б, В, после цифр –­ исполнение изолятора. Подвесные изоляторы (рис. 2-­2), состоят из фарфоровой или стеклянной изолирующей части и металлических деталей ­ шапок и стержней, соединяемых с изолирующей частью посредством цементной связки. В СССР применялись тарельчатые изоляторы раз­личных типов. В некоторых зарубежных странах исполь­зуются так называемые стержневые изоляторы, состоящие из длинного фар­форового стержня с несколь­кими юбками.

Отечественные подвесные изоляторы обозначаются шиф­ром, состоящим из буквенной и цифровой частей. Первая буква "П" означает подвесной изолятор, буквы "С" и "Ф", стоя­щие на втором месте - стеклянный или фарфоровый изолятор. Цифровая часть шифра обозначает разрушающую электромеханическую нагрузку изолятора в тоннах (в десятках килоньютонов).

Основными электрическими характеристиками изоляторов, нормированными ПУЭ, являются моркроразрядное и импульсное разрядное напряжение. Напряжение промышленной частоты, при котором происходит перекрытие изо­лятора с сухой и чистой поверхностью, называется сухоразряд­ным. Для воздушных линий сухоразрядное напряжение не имеет значения и поэтому не нормируется.

Мокроразрядным называется напряжение промышленной частоты, при котором изолятор перекрывается в условиях дождя. В СССР это напряжение определяется при дожде силой 3 мм/мин, с удельным сопротивле­нием около 104 Ом*см, направленном под углом 45o к оси изоля­тора.

Разрядные характеристики изоляторов зависят от поверхности, по которой ток может протекать по изолятору: увеличивая число рёбер, можно увеличивать длину пути утечки, повышая таким об­разом качество изолятора. Длина пути утечки является одной из основных характеристик изолятора, используемой для выбора изоляции. Импульсное разрядное напряжение определяется при воздействии на изолятор стандартной волны перенапряжения.

Мокроразрядное напряжение определяет условия работы изо­ляторов при внутренних перенапряжениях, импульсное ­- при атмосферных перенапряжениях, длина пути утечки -­ при рабочем напряжении линии.

Нормированные значения мокроразрядных и импульсных напряжений штыревых изоляторов ­6-35 кВ, а также мокроразрядных напряжений гирлянд изоляторов 20-500 кВ приводятся в ПУЭ.

При эксплуатации линейные изоляторы подвергаются одновременному воздействию электрического напряжения и механической нагрузки. Поэтому испытания подвесных изоляторов производятся при воздействии напряжения, равного 75­-80% сухоразрядного, и при постепенном повышении механической нагрузки. Механическая нагрузка, при которой изолятор пробивается, называется электромеханической разрушающей нагрузкой (а иногда гарантированной электромеханической прочностью) подвесного изолятора. Полному разрушению изолятора предшествует образование мел­ких трещин под eгo шапкой. Предельная механическая нагрузка, которую изолятор выдерживает одновременно с электрическим напряжением в течение 1 часа без каких-либо повреждений, т. е. без образования мелких трещин, называется одночасовой механической нагрузкой (или прочностью). Эта нагрузка обычно составляет около 75% разру­шающей. В настоящее время значение одночасовой прочности не используется для выбора типа изоляторов. Однако это значение, применявшееся ранее для расчётов допустимой механической нагрузки, приводится в технической литературе и используется в старых обозначениях типов изоляторов. Так, например, в новом обозначении подвесного изолятора ПС6-Б цифра 6 обозначает разрушающую электромеханическую нагрузку 6 т, в старом обозначении тoгo же изолятора ПС-­4,5 число 4,5 указывает одночасовую нагрузку.

Штыревые изоляторы испытывают при механической нагрузке на изгиб, которая и является исходной характеристикой для проверки их механической прочности (табл. 2­-1).

Выпускаемые промышленностью штыревые изоляторы рассчитаны на требуемые уровни испытательных напряжений. Для гирлянд из подвесных изоляторов в ПУЭ указано число изоляторов стандартных типов, обеспечивающее необходимые уровни изоля­ции на линиях 10­-500 кВ.

В районах морских побережий, солон­чаков, котельных электростанции, химических заводов и в других подобных случаях соли или выбросы с предприятий отлагаются на изоляторах и снижают их сопротивление изоляции, что вызывает электрические разряды на поверхности изоляторов. В районах с загрязнённой атмосферой следует приме­нять специальные изоляторы с более разви­той поверхностью (рис. 2-­3) или увеличивать число элементов в гирлянде. Исследования работы изоляции в загрязнённых районах показали, что основным фак­тором, определяющим надёжность эксплуа­тации изоляции при загрязнении, является удельная длина пути утечки, т. е. длина утечки токов по поверхности изоляции на 1 кВ напряжения.

Основным документом для выбора изоля­ции на линиях напряжением 35­-750 кВ являются «Руководящие указания по выбору и эксплуатации изоляции в районах с загрязнённой атмосферой».

Основные характеристики выпускаемых штыревых изоляторов даны в табл. 2­-1, подвесных изоляторов ­- в табл. 2-2.