Виды и характеристики изоляции.

Конспекты лекций

 

Распределение часов по видам занятий для очной / дистанционной

 

Тема 1 Изоляция токоведущих частей низкого и высокого напряжения. (3/1 часов)

План лекции

1 Эксплутационные воздействия на изоляцию.

2 Требования к изоляции.

3 Виды и характеристики изоляции.

4 Бумажно-масляная изоляция.

5 Твердая изоляция. Общие сведения.

6 Газовая и вакуумная изоляция.

 

Эксплутационные воздействия на изоляцию.

В процессе эксплуатации на изоляцию воздействуют различного рода факторы:

А) Рабочее напряжение (минимального и максимального режима системы) действует в течение всего срока эксплуатации изоляции, но не должно превышать 15% для сетей до 220 кВ, 10% для сетей 330 кВ , 5% для сетей 500 кВ и выше.

( пример: 110 кВ наибольшее рабочее напряжение 126 кВ, 220 кВ – 252 кВ, 500 кВ – 525 кВ)

сети с напряжением 3 – 35 кВ имеют изолированную нейтраль, 110 – 1150 кВ заземлённую

Б) Внутренние перенапряжения, возникают при включение и отключение линий и электрооборудования. Аварийных и несимметричных режимах работы, резонансных явлениях. Эти перенапряжения воздействуют сравнительно не долго от сотых долей до 10 с. но их величина превышает номинальное напряжение в несколько раз.

С) Грозовые или атмосферные перенапряжения. Последние возникают в результате удара молнии в электроустановку или в близи неё и воздействуют на изоляцию линии и аппаратов. Время действия очень мало от миллионных долей до сотен миллионных долей секунды, но они имеют амплитудное значение миллион вольт.

Наряду с этим изоляция подвергается температурным и механическим воздействиям, которые ухудшают её электрические и механические свойства.

Длительное воздействие рабочего напряжения, перенапряжения, неблагоприятные атмосферные условия (колебания: давления, температуры, влажности; выпадение осадков, загрязнение) и механические воздействия могут перевести к пробою и перекрытию изоляции, а также к преждевременному старению и выходу и из строя.

 

Требования к изоляции.

Из условий эксплуатации, можно сформулировать следующие требования:

1) Надёжная работа при различных воздействиях и перенапряжениях

2) ограничение потерь в изоляции при рабочем напряжение

3) Обеспечение безопасной работы эксплуатационного персонала, на ВЛ итп.

4) Ограничение радиопомех и высокочастотных помех по каналам связи.

 

Виды и характеристики изоляции.

Изоляция эл.сетей делится на два вида: наружная и внутренняя.

Внешняя изоляция работает в непосредственном контакте с атмосферным воздухом, используя его изоляционные свойства. Внешняя изоляция в большинстве случаев является самовосстанавливающейся, то есть практически полностью восстанавливает свои свойства после пробоя.

Внутренняя не имеет непосредственного контакта с атмосферным воздухом. Изоляционные конструкции монтируются непосредственно в металлические и фарфоровые корпуса. Внутренняя изоляция чаще всего изготавливается с применением твердых и жидких диэлектриков или их композиций. Твёрдые диэлектрики не восстанавливаются после пробоя, то есть частично или полностью теряют изоляционные свойства.

Для обеспечения безаварийной работы изоляции установок должны выдерживаться все виды напряжений, то есть иметь определённый уровень. Уровень изоляции практически устанавливается при помощи испытаний.

Назначение, основные виды, основные свойства внутренней изоляции. Длительная электрическая прочность. Функции распределения пробивных напряжении. Комбинированные изоляционные материалы и регулирование электрических полей в изоляционных конструкциях.

Понятие «внутренняя изоляция» объединяет широ­кий круг конструкций, в которых в качестве диэлектри­ка применяются твердые, жидкие и газообразные мате­риалы. С целью уменьшения массы и габаритов элек­трооборудования используются изоляционные материа­лы, обладающие высокой электрической прочностью. Такой, например, широко распространенный диэлектрик, как технически чистое минеральное масло, имеет элек­трическую прочность в однородном поле 150 кВ/см, т. е. в 7—8 раз более высокую, чем атмосферный воздух. Твердые изоляционные материалы обладают еще боль­шей электрической прочностью—до 1000 кВ/см. Весьма высокую прочность имеют также газы, особенно при повышенном давлении. Воздух, например, при давлении 1,5 МПа (15 атм) имеет прочность 150 кВ/см, т. е. та­кую же, как минеральное масло, а элегаз (SF₆) при том же давлении—500 кВ/см.

Весьма эффективным является применение комбини­рованной изоляции: жидкого и твердого диэлектрика, а также газа и. твердого диэлектрика. В некоторых слу­чаях комбинация диэлектриков позволяет получить электрически более прочную изоляцию, чем прочность ее составных частей (например, бумажно-масляная изо­ляция). Помимо этого, отдельные компоненты изоляции могут выполнять дополнительные функции. Твердая изоляция, как правило, несет механическую нагрузку, а с помощью жидкой изоляции в ряде конструкций обес­печивается достаточно хороший теплоотвод благодаря конвекции или принудительной циркуляции. Внутренняя изоляция устройств ВН в большинстве случаев не имеет прямого контакта с окружающей средой и поэтому хорошо сохраняет свои диэлектрические свойства при изменениях наружной температуры, давления, влажности.