ПІДСТАНЦІЙ
При використанні стандартного устаткування ізоляторів проектування ізоляторів повітряних ПЛ і РП зводиться до визначення необхідних ізоляційних відстаней по повітрю та вибору числа ізоляторів для кріплення проводів і шин.
Електрична міцність зовнішньої ізоляції лінійних і апаратних ізоляторів істотно залежить від стану їхніх поверхонь і від виду напруги, що впливає.
Перекриття ізолятора зовнішньої установки може відбутися і при робочій напрузі, якщо його поверхні досить сильно забруднені і зволожені. Як показали дослідження в цьому випадку напруга прямо пропорційна довжині Ly шляху витоку по поверхні ізолятора. У зв’язку з тим, що поверхня ізолятора забруднюється і воложиться нерівномірно й у процесі свого розвитку не завжди повторює форму ізолятора, то в результаті ефективно використовується не вся геометрична довжина шляху витоку Ly, а тільки частина його. Тому напруга перекриття в реальних умовах експлуатації пропорційна не геометричній, а ефективній довжині шляху витоку.
, (1)
де 
- поправочний коефіцієнт (таблю1) на ефективність використання шляху витоку ізолятору.
, (2)
де 
- геометрична довжина шляху витоку одного ізолятора, що входить до складу гірлянди або стовпчика.
Коефіцієнт 
визначається експериментально, тому що залежить не тільки від форми ізолятора, але і від багатьох інших факторів, зокрема від густини забруднюючої речовини на поверхні. При відсутності достовірних даних можна визначити приблизно по емпіричних формулах:
для ізоляторів стрижневого типу
, (3)
для ізоляторів тарілчастого типу
, (4)
де 
- довжина порцелянового тіла ізолятора стрижневого типу;
Д – діаметр тарілки ізолятора.
Ефективна довжина шляху витоку 
є найважливішою характеристикою ізолятора зовнішньої установки, що визначає його здатність довгостроково без перекриттів витримувати робочу напругу в умовах забруднень.
Для конкретної місцевості визначеними метеорологічними умовами, властивостями і інтенсивністю забруднення атмосфери імовірність перекриття ізолятора і, отже, середнє число відключень при робочій напрузі буде залежати від величини
,
де 
- найбільша лінійна робоча напруга.
Величина 
одержала назву удільної ефективної довжини шляху витоку. Для цілей проектування повітряних ЛЕП і РУ на підставі багаторічних експлуатаційних даних для районів з різними джерелами забруднення атмосфери і нормовані максимально припустимі значення , при яких забезпечується прийнятно мале число відключень під дією робочої напруги. Нормовані значення зазначені в табл. 2.
У зв’язку з нормуванням величини для ізоляторів ПЛ і РП, у тому числі і для ізоляторів трансформаторів, комутаційних апаратів і іншого високовольтного устаткування, повинна дотримуватися умова:
(5)
Всі ізолятори й устаткування необхідно вибирати з урахуванням умови (5) і норм на величину , приведених у табл. 2.
Стосовно до гірлянд ізоляторів (5) означає, що число ізоляторів n у гірлянді повинно бути:
, (6)
де 
- ефективна довжина шляху витоку одного ізолятора.
Відповідно до (6) і параметрів стандартних підвісних ізоляторів (табл. 1) ПУЕ, рекомендовані конкретні числа ізоляторів різного типу для ВЛ і РП, розташованих у районах зі звичайними польовими забрудненнями на висоті до 1000м над рівнем моря.
У зв’язку з можливістю ушкодження ізоляторів в експлуатації число ізоляторів збільшене проти отриманого: на один для ЛЕП 110 – 220 кВ, а для ЛЕП 330 – 500 кВ – на два ізолятори. Число ізоляторів, що рекомендується ПУЕ у гірляндах для лінії і РП різних класів напруги з ізоляцією нормального виконання приведені в табл. 3. Для районів з іншими умовами забруднення число ізоляторів у гірляндах визначаються по (6).
Таблиця 2 – Нормовані значення питомої ефективної довжини шляху витоку для ПЛ і РП різних класів напруги в залежності від ступеня забруднення атмосфери
| Ступінь Забруднення атмосфери |  см/кВ (не менш)
| ||||
| Для повітряних ліній при номінальній напрузі, кВ | Для устаткування РП при номінальній напрузі, кВ | ||||
| 110-220 | 330-750 | 110-750 | |||
| I II III IV V VI VII | 1,7 1,9 2,25 2,6 3,5 4,0 4,5 | 1,3 1,6 1,9 2,25 3,0 3,5 4,0 | 1,3 1,5 1,8 2,25 3,0 3,5 4,0 | 1,7 1,7 2,25 2,6 3,5 4,0 4,5 | 1,6 1,5 1,8 2,25** 3,0** 3,5** 4,0 |
** - крім напруги 750 і 500 кВ
*- крім напруги 750 кВ
Слід зазначити, що в наш час методика вибору числа ізоляторів у гірляндах за умовою (6) не виключає перевірку електричної міцності гірлянд при перенапругах і різних метеорологічних умовах. Така перевірка необхідна при проектуванні лінії і РП, розташованих у районах з чистою атмосферою, для яких число ізоляторів, обране по робочій напрузі, може бути зменшене в порівнянні з даними табл. 3.
Перевірка за умовою роботи при внутрішніх перенапругах виробляється в такий спосіб:
Вологорозрядні напруги гірлянд повинні бути приблизно на 10% вище рівня внутрішніх перенапруг, тобто:
, (7)
де 
- вологорозрядна напруга в умовах експлуатації, кВ;
- коефіцієнт, що враховує можливість розкиду розрядних напруг;
- коефіцієнт обліку несприятливих атмосферних умов;
- найбільша лінійна робоча напруга, кВ;
- припустима кратність внутрішніх перенапруг.
Як показали дослідження величини вологорозрядних напруг гірлянд пропорційні їхній довжині, а, отже, і числу ізоляторів у гірлянді:
, (8)
де 
- середня вологорозрядна напруженість, кВ/м (табл.1);
n - число ізоляторів у гірлянді;
H - будівельна довжина ізолятора, м.
Із (7) з зазначенням (8) можна записати:
. (9)
Таблиця 3 – Число ізоляторів у гірляндах повітряних ліній електропостачання
| Ізолятор | Число ізоляторів при номінальній напрузі, кВ | ||||||||
| Для повітряних ліній | |||||||||
| ПФ-60-А ПФ-60-Б ПФ-60-В ПФ-160-А ПФ-200-А ПС-60-А ПС-120-А ПС-160-А ПС-160-В ПС-220-А ПС 300-А | -- -- -- -- -- -- -- | -- -- -- -- -- -- -- | -- -- -- -- -- -- | - -- -- | - -- -- | -- | -- -- -- -- -- -- -- -- -- | ||
| Для розподільних пристроїв | |||||||||
| ПФ-60-А ПФ-60-Б ПФ-60-В ПС-60-А ПС-120-А | -- -- -- -- -- | -- | -- | -- | -- -- -- -- |
Таким чином, вибір числа ізоляторів у гірлянді здійснюється по (6), а перевіряється по виразу (9). За остаточне число ізоляторів приймається більше з отриманих значень по (6) і (9) з урахуванням додаткових ізоляторів.
В електроустановках надвисокої напруги 500 кВ і вище, як показали дослідження, що визначає при виборі числа ізоляторів у гірлянді або колонку може виявитися не вологорозрядна, а сухорозрядна напруга. Це видно з того, що, як відомо, волого розрядна напруга росте прямо пропорційно довжині гірлянди, тоді як сухорозрядна напруга при великих відстанях між електродами зі збільшенням відстані зростає незначно. У зв’язку з цим при великій довжині гірлянди (більш 6м) сухорозрядна напруга стає менше волого розрядної.
У цьому випадку величина необхідної сухоророзрядної напруги 
за умовами внутрішніх перенапруг може бути визначене з виразу:
, (10)
де 
- коефіцієнт, що враховує вплив метеоумов на величину сухо розрядної напруги ( приймається рівним 
, де коефіцієнт 0.96 враховує можливе зниження атмосферного тиску, а коефіцієнт 0.94 – можливе зниження абсолютної вологості повітря); інше дивись раніше. По знайденій величині сухорозрядної напруги, по кривих залежності від довжини гірлянди (3) визначається будівельна висота гірлянди 
, а число ізоляторів у гірлянді при відомій будівельній висоті 
прийнятого ізолятора визначається з виразу:
(11)
Оскільки гірлянди не знижується при одному – двох пробитих ізоляторах, то при виборі числа ізоляторів по немає необхідності додавати в гірлянди запасні елементи.
На лініях електропередачі розряди можуть відбуватись не тільки по ізоляторах, але і по повітрю між струмоведучими і заземленими частинами опора – лінія. Повітряні ізоляційні проміжки ЛЕП повинні мати електричну міцність, принаймні, не менше, ніж ізолятори.
Величини повітряних проміжків для ЛЕП з підвісними ізоляторами визначаються з умови впливу робочої напруги, внутрішніх та атмосферних перенапруг. В усіх випадках ізоляційні проміжки повинні бути такими, щоб при відхиленні гірлянди під дією вітру розрядні напруги проміжків були на 10% вище впливаючих напруг і дорівнювати розрядним напругам по ізоляторах.
При визначенні ізоляційних відстаней по повітрю між струмоведучими частинами, а також від струмоведучих до заземлених елементів розподільного пристрою необхідно керуватися іспитовими напругами, установленими для електроустаткування. При цьому для РП напругою до 220 кВ за основу потрібно прийняти імпульсні іспитові напруги, а для РП 330 і 500 кВ – іспитові напруги промислової частоти.
