Изолация на електрически инсталации

Изолацията на електрическите инсталации е разделена на външна и вътрешна.

Към външна изолация инсталациите за високо напрежение включват изолационни пролуки между електродите (проводници електропроводи (електропроводи), разпределителни гуми (RU), външни части под напрежение електрически уреди и др.), в която ролята на главния диелектрик изпълнява атмосферен въздух. Изолираните електроди са разположени на определени разстояния един от друг и от земята (или заземени части на електрически инсталации) и се укрепват в определено положение с помощта на изолатори.

Към вътрешна изолация включва изолация на намотки на трансформатори и електрически машини, изолация на кабели, кондензатори, уплътнена изолация на втулки, изолация между контактите на превключвателя в изключено състояние, т.е. изолация, херметически изолирана от околната среда от корпус, обвивка, резервоар и др. Вътрешната изолация обикновено е комбинация от различни диелектрици (течни и твърди, газообразни и твърди).

Важна характеристика на външната изолация е способността й да възстановява електрическата си здравина след отстраняване на причината за повредата. Диелектричната якост на външната изолация обаче зависи от атмосферните условия: налягане, температура и влажност. Диелектричната якост на външните изолатори също се влияе от повърхностно замърсяване и валежи.

Особеността на вътрешната изолация на електрическото оборудване е стареенето, т.е. влошаване на електрическите характеристики по време на работа. Диелектричните загуби загряват изолацията. Може да възникне прекомерно нагряване на изолацията, което да доведе до термичен срив. Под влияние на частични зауствания, възникващи в газови включвания, изолацията се разрушава и замърсява с продукти на разпадане.

Разбивка на твърда и комбинирана изолация — необратимо явление, водещо до повреда на електрическото оборудване. Течната и вътрешната газова изолация се самоизлекува, но нейните характеристики се влошават. Необходимо е постоянно да се следи състоянието на вътрешната изолация по време на нейната работа, за да се идентифицират дефектите, които се развиват в нея, и да се предотврати аварийната повреда на електрическото оборудване.

Външна изолация на електрически инсталации

При нормални атмосферни условия диелектричната якост на въздушните пролуки е относително ниска (в еднородно поле с междуелектродни разстояния от около 1 cm ≤ 30 kV / cm). В повечето изолационни конструкции, когато се прилага високо напрежение, силно нехомогенно електрическо поле… Електрическата якост в такива полета на разстояние между електродите 1–2 m е приблизително 5 kV / cm, а на разстояния 10–20 m намалява до 2,5–1,5 kV / cm. В тази връзка размерите на въздушните преносни линии и разпределителните устройства бързо се увеличават с увеличаване на номиналното напрежение.

Целесъобразността на използването на диелектричните свойства на въздуха в електроцентрали с различни класове напрежение се обяснява с по -ниската цена и относителната простота на създаване на изолация, както и способността на въздушната изолация да възстанови напълно диелектричната якост след отстраняване на причината за повредата на изпускателната междина.

Външната изолация се характеризира със зависимостта на диелектричната якост от метеорологичните условия (налягане р, температура Т, абсолютна влажност Н на въздуха, вид и интензивност на валежите), както и от състоянието на повърхностите на изолаторите, т.е. количество и свойства на примесите върху тях. В тази връзка въздушните хлабини са избрани така, че да имат необходимата диелектрична якост при неблагоприятни комбинации от налягане, температура и влажност.

Електрическата якост по изолаторите на външната инсталация се измерва при условия, съответстващи на различни механизми на процесите на разреждане, а именно, когато повърхностите изолатори чисти и сухи, чисти и мокри с дъжд, мръсни и влажни. Напреженията на разряд, измерени при посочените условия, се наричат ​​съответно напрежения със сухо изхвърляне, с мокър разряд и мръсотия или с влага.

Основният диелектрик на външната изолация е атмосферният въздух — не подлежи на стареене, т.е. независимо от напреженията, действащи върху изолацията и режимите на работа на оборудването, неговите средни характеристики остават непроменени във времето.

Регулиране на електрическите полета във външна изолация

При силно нехомогенни полета във външната изолация е възможен коронарен разряд при електроди с малък радиус на кривина. Появата на короната причинява допълнителни загуби на енергия и интензивни радиосмущения. В тази връзка от голямо значение са мерките за намаляване на степента на нехомогенност на електрическите полета, които дават възможност да се ограничи възможността за образуване на корона, както и леко да се увеличат разрядните напрежения на външната изолация.

Регулирането на електрическите полета във външната изолация се извършва с помощта на екрани върху армировката на изолаторите, които увеличават радиуса на кривина на електродите, което увеличава изпускателните напрежения на въздушните междини. Разделени проводници се използват на въздушни преносни линии с високоволтови класове.

Вътрешна изолация на електрически инсталации

Вътрешната изолация се отнася до части от изолационна конструкция, в която изолационната среда е течен, твърд или газообразен диелектрик или техни комбинации, които нямат пряк контакт с атмосферния въздух.

Целесъобразността или необходимостта от използване на вътрешна изолация, а не на въздуха около нас, се дължи на редица причини. Първо, материалите за вътрешна изолация имат значително по-висока електрическа якост (5-10 пъти или повече), което може рязко да намали изолационните разстояния между проводниците и да намали размера на оборудването. Това е важно от икономическа гледна точка. На второ място, отделните елементи на вътрешната изолация изпълняват функцията на механично закрепване на проводници; течните диелектрици в някои случаи значително подобряват условията на охлаждане на цялата конструкция.

Вътрешните изолационни елементи в конструкции с високо напрежение са изложени на силни електрически, топлинни и механични натоварвания по време на работа. Под въздействието на тези влияния диелектричните свойства на изолацията се влошават, изолацията „остарява“ и губи своята диелектрична якост.

Механичните натоварвания са опасни за вътрешната изолация, тъй като в твърдите диелектрици, които я съставят, могат да се появят микропукнатини, при които след това под действието на силно електрическо поле ще настъпят частични разряди и стареенето на изолацията ще се ускори.

Специална форма на външно влияние върху вътрешната изолация се причинява от контактите с околната среда и възможността от замърсяване и влага на изолацията в случай на нарушаване на херметичността на инсталацията. Намокрянето на изолацията води до рязко намаляване на съпротивлението на изтичане и увеличаване на диелектричните загуби.

Вътрешната изолация трябва да има по -висока диелектрична якост от външната изолация, т.е.такова ниво, при което разбивката е напълно изключена през целия експлоатационен живот.

Необратимостта на увреждането на вътрешната изолация значително усложнява натрупването на експериментални данни за нови видове вътрешна изолация и за новоразработени големи изолационни конструкции на оборудване с високо и свръхвисоко напрежение. В края на краищата всяко парче голяма, скъпа изолация може да бъде тествано за повреда само веднъж.

Диелектричните материали също трябва:

• имат добри технологични свойства, т.е. трябва да са подходящи за високопроизводителни вътрешни изолационни процеси;

• отговарят на екологичните изисквания, т.е. не трябва да съдържат или образуват токсични продукти по време на експлоатация и след като целият ресурс е изразходван, те трябва да бъдат подложени на преработка или унищожаване, без да замърсяват околната среда;

• да не са оскъдни и да имат такава цена, че изолационната конструкция да е икономически жизнеспособна.

В някои случаи към горните изисквания могат да бъдат добавени други изисквания, поради спецификата на конкретен тип оборудване. Например материалите за силови кондензатори трябва да имат повишена диелектрична константа, материалите за превключващи камери — висока устойчивост на топлинни удари и електрически дъги.

Дългогодишна практика за създаване и експлоатация на различни оборудване за високо напрежение показва, че в много случаи целият набор от изисквания е най -добре удовлетворен, когато се използва комбинация от няколко материала в състава на вътрешната изолация, допълващи се взаимно и изпълняващи леко различни функции.

По този начин само твърди диелектрични материали осигуряват механичната якост на изолационната конструкция. Те обикновено имат най -висока диелектрична якост. Части, изработени от твърд диелектрик с висока механична якост, могат да действат като механично закрепване на проводници.

Употреба течни диелектрици позволява в някои случаи значително да се подобрят условията на охлаждане поради естествената или принудителната циркулация на изолационната течност.