Мои Конспекты
Главная | Обратная связь


Автомобили
Астрономия
Биология
География
Дом и сад
Другие языки
Другое
Информатика
История
Культура
Литература
Логика
Математика
Медицина
Металлургия
Механика
Образование
Охрана труда
Педагогика
Политика
Право
Психология
Религия
Риторика
Социология
Спорт
Строительство
Технология
Туризм
Физика
Философия
Финансы
Химия
Черчение
Экология
Экономика
Электроника

Профилактика изоляции установок высокого напряжения



 

Глава 1. Изоляторы высокого напряжения. Линейные изоляторы,

станционно-аппаратные изоляторы

 

§1.1. Изоляторы высокого напряжения

 

Изоляторы представляют собой конструкции, которые используются для крепления токоведущих и других находящихся под напряжением частей электротехнических устройств (проводов воздушных линий электропередачи, шин распределительных устройств и т. д.), а также для перемещения подвижных контактов выключателей и иных коммутационных аппаратов.

В соответствии с выполняемыми функциями изоляторы должны прежде всего обладать достаточной механической прочностью по отношению ко всем видам возможных эксплуатационных нагрузок: статическим, ударным и др. Особенность этого очевидного требования применительно к изоляторам установок высокого напряжения состоит в том, что механическая прочность должна обеспечиваться при воздействии сильных электрических полей. В таких условиях местные, небольшие повреждения, не влияющие на общую механическую прочность, могут иногда вызывать существенное снижение пробивного напряжения и приводить к преждевременному выходу изолятора из строя.

Изоляторы как самостоятельные конструкции имеют свою внутреннюю и внешнюю изоляцию. В этом разделе будут рассмотрены изоляторы с относительно простой внутренней изоляцией, выполняемой из одного изоляционного материала - электротехнического фарфора или из специальных сортов стекла. Электрическая прочность такой изоляции обеспечивается путем выбора соответствующей толщины фарфора или стекла, иногда с использованием некоторых средств для регулирования электрических полей.

При длительном воздействии сильных электрических полей у многих видов внутренней изоляции наблюдается постепенное ухудшение характеристик - электрическое старение, причиной которого являются частичные разряды, например, в небольших газовых включениях. Однако фарфор и стекло обладают такой высокой стойкостью к частичным разрядам, что они практически не подвержены электрическому старению. Это обстоятельство упрощает конструирование внутренней изоляции фарфоровых и стеклянных изоляторов, так как освобождает от необходимости учитывать сложные процессы, определяющие длительную электрическую прочность изоляции.

Следует отметить, что во всех случаях внутренняя изоляция, которая при пробое разрушается необратимо, выполняется несколько более прочной, чем изоляция внешняя. Поэтому разрядные характеристики изоляторов определяются электрической прочностью их внешней изоляции.

В наиболее сложных условиях находится внешняя изоляция изоляторов наружной установки, поверхности которых могут загрязняться и увлажняться дождем или другими мокрыми осадками. Чтобы обеспечить высокие значения разрядных напряжений при относительно небольших габаритных размерах, изоляторы наружной установки выполняют с сильно развитыми поверхностями, т. е. с ребрами или юбками. Число, форма и размеры ребер или юбок - основные конструктивные параметры изоляторов, от которых зависят их эксплуатационные характеристики.

Ребра и юбки увеличивают полную длину утечки по поверхности, от которой наиболее сильно зависит разрядное напряжение при дожде и загрязнениях. Кроме того, при некоторых видах мокрых осадков нижние поверхности ребер и юбок смачиваются в меньшей степени, и это значительно увеличивает полное сопротивление утечки. При правильно выбранных размерах и форме ребра разряд, развивающийся вдоль изолятора, отрывается от его поверхности. В этом случае участки вдоль поверхности изолятора чередуются с чисто воздушными промежутками, и разрядное напряжение оказывается более высоким. Однако с увеличением числа и размеров ребер растет не только полная длина утечки по поверхности, но и эквивалентный диаметр Dэ, что отрицательно влияет на разрядное напряжение.

От формы изолятора в сильной степени зависит интенсивность его загрязнения в условиях эксплуатации. Дело в том, что отложение загрязнений происходит при ветре, а их количество на единицу площади прямо пропорционально градиенту скорости потока воздуха у поверхности. При усложнении формы изолятора около него могут возникать завихрения в потоке воздуха и соответственно возрастать интенсивность загрязнения. Кроме того, форма изолятора влияет на эффективность самоочистки поверхностей при дожде и ветре. При выборе формы изоляторов учитывают все эти соображения, а также требования, связанные с удобством массового производства.

Требования к электрической прочности изоляторов для установок разных классов напряжения определяют значения испытательных напряжений, которые устанавливают с учетом уровня ожидаемых перенапряжений и возможных изменений метеоусловий. Испытательные напряжения и методы проведения испытаний регламентированы ГОСТ, которым для отдельных изоляторов и внешней изоляции оборудования предусмотрены испытания при сухих и чистых поверхностях напряжением частотой 50 Гц, полным и срезанным импульсами, а при искусственном дожде - напряжением частотой 50 Гц.

При испытаниях напряжением промышленной частоты прикладываемое напряжение плавно повышается до установленного стандартом значения, а затем без выдержки во времени плавно снижается. Импульсные испытания изоляторов проводятся по так называемому пятиударному методу: изоляторы должны выдержать при каждой полярности пять раз полный импульс 1,2/50 мкс и пять раз импульс, срезанный при времени, составляющим не менее 2 мкс. Параметры искусственного дождя должны быть следующими: сила дождя - 3±0,3 мм/мин, удельное сопротивление воды - 100 ±5 Ом×м (измеренное при температуре 20° С), угол падения капель - около 45° к горизонтали.