Izolacija električnih inštalacij

Izolacijo električnih inštalacij delimo na zunanjo in notranjo.

K zunanji izolaciji visokonapetostne instalacije vključujejo izolacijske reže med elektrodami (žicami daljnovodi (dalekovodi), pnevmatike za čas (RU), zunanji deli pod napetostjo električni aparati itd.), v katerem je vloga glavnega dielektrik izvaja atmosferski zrak. Izolirane elektrode so nameščene na določeni razdalji drug od drugega in od tal (ali ozemljenih delov električnih napeljav) in so pritrjene v določenem položaju s pomočjo izolatorjev.

Notranja izolacija vključuje izolacijo navitij transformatorjev in električnih strojev, izolacijo kablov, kondenzatorjev, stisnjeno izolacijo puš, izolacijo med kontakti stikala v izklopljenem stanju, tj. izolacija, hermetično zaprta pred okoljem z ohišjem, ohišjem, rezervoarjem itd. Notranja izolacija je običajno kombinacija različnih dielektrikov (tekoči in trdni, plinasti in trdni).

Pomembna značilnost zunanje izolacije je njena sposobnost, da obnovi svojo električno trdnost po odstranitvi vzroka poškodbe. Vendar pa je dielektrična trdnost zunanje izolacije odvisna od atmosferskih pogojev: tlaka, temperature in vlažnosti. Na dielektrično trdnost zunanjih izolatorjev vplivata tudi površinska kontaminacija in padavine.

Posebnost notranje izolacije električne opreme je staranje, t.j. poslabšanje električnih lastnosti med delovanjem. Dielektrične izgube segrejejo izolacijo. Lahko pride do prekomernega segrevanja izolacije, kar povzroči toplotno razgradnjo. Pod vplivom delnih izpustov, ki se pojavljajo v plinskih vključkih, se izolacija uniči in onesnaži s produkti razgradnje.

Razpad trdne in kompozitne izolacije — nepopravljiv pojav, ki povzroči poškodbe električne opreme. Tekočina in notranja plinska izolacija je samopozdravljiva, vendar se njene lastnosti poslabšajo. Med delovanjem je treba stalno spremljati stanje notranje izolacije, da bi ugotovili okvare, ki se v njej razvijejo, in preprečili izredne poškodbe električne opreme.

Zunanja izolacija električnih inštalacij

V normalnih atmosferskih razmerah je dielektrična trdnost zračnih rež razmeroma nizka (v enakomernem polju z medelektrodnimi razdaljami približno 1 cm ≤ 30 kV / cm). V večini izolacijskih konstrukcij je, ko je uporabljena visoka napetost, zelo nehomogena električno polje… Električna jakost v takih poljih na razdalji med elektrodama 1–2 m je približno 5 kV / cm, na razdalji 10–20 m pa se zmanjša na 2,5–1,5 kV / cm.V zvezi s tem se velikosti nadzemnih daljnovodov in stikalnih naprav hitro povečujejo z naraščanjem nazivne napetosti.

Primernost uporabe dielektričnih lastnosti zraka v elektrarnah z različnimi napetostnimi razredi je razložena z nižjimi stroški in relativno enostavnostjo izdelave izolacije ter zmožnostjo zračne izolacije, da v celoti obnovi dielektrično trdnost po odstranitvi vzroka izpusta. okvara vrzeli.

Za zunanjo izolacijo je značilna odvisnost dielektrične trdnosti od vremenskih razmer (tlak p, temperatura T, absolutna vlažnost zraka H, ​​vrsta in intenzivnost padavin), pa tudi od stanja površin izolatorjev, tj. količino in lastnosti nečistoč na njih. V zvezi s tem so zračne reže izbrane tako, da imajo zahtevano dielektrično trdnost pri neugodnih kombinacijah tlaka, temperature in vlage.

Električna trdnost na izolatorjih zunanje instalacije se meri pod pogoji, ki ustrezajo različnim mehanizmom procesov razelektritve, in sicer, ko površine izolatorji čisto in suho, čisto in mokro od dežja, umazano in vlažno. Razelektritvene napetosti, izmerjene pod določenimi pogoji, se imenujejo napetosti suhe razelektritve, mokre razelektritve in umazanije ali vlage.

Glavni dielektrik zunanje izolacije je atmosferski zrak - ni podvržen staranju, tj. ne glede na napetosti, ki delujejo na izolacijo in načine delovanja opreme, ostanejo njegove povprečne lastnosti skozi čas nespremenjene.

Regulacija električnih polj v zunanji izolaciji

Pri zelo nehomogenih poljih v zunanji izolaciji je možna koronska razelektritev na elektrodah z majhnim polmerom ukrivljenosti. Pojav korone povzroči dodatne izgube energije in intenzivne radijske motnje. V zvezi s tem so zelo pomembni ukrepi za zmanjšanje stopnje nehomogenosti električnih polj, ki omogočajo omejitev možnosti nastanka korone, pa tudi nekoliko povečajo izpustne napetosti zunanje izolacije.

Regulacija električnih polj v zunanji izolaciji se izvaja s pomočjo zaslonov na ojačitvi izolatorjev, ki povečajo polmer ukrivljenosti elektrod, kar poveča razelektritvene napetosti zračnih rež. Razcepljeni vodniki se uporabljajo na nadzemnih daljnovodih visokonapetostnih razredov.

Notranja izolacija električnih inštalacij

Notranja izolacija se nanaša na dele izolacijske strukture, v katerih je izolacijski medij tekoči, trdni ali plinasti dielektrik ali njihove kombinacije, ki nimajo neposrednega stika z atmosferskim zrakom.

Zaželenost ali potreba po uporabi notranje izolacije namesto zraka okoli nas je posledica številnih razlogov. Prvič, notranji izolacijski materiali imajo znatno večjo električno trdnost (5-10-krat ali več), kar lahko močno zmanjša izolacijske razdalje med žicami in zmanjša velikost opreme. To je pomembno z ekonomskega vidika. Drugič, posamezni elementi notranje izolacije opravljajo funkcijo mehanskega pritrditve žic; tekoči dielektriki v nekaterih primerih bistveno izboljšajo pogoje hlajenja celotne strukture.

Notranji izolacijski elementi v visokonapetostnih konstrukcijah so med obratovanjem izpostavljeni močnim električnim, toplotnim in mehanskim obremenitvam. Pod vplivom teh vplivov se dielektrične lastnosti izolacije poslabšajo, izolacija se "stara" in izgublja svojo dielektrično trdnost.

Mehanske obremenitve so nevarne za notranjo izolacijo, saj lahko nastanejo mikrorazpoke v trdnih dielektrikih, ki jo sestavljajo, kjer nato pod vplivom močnega električnega polja pride do delnih razelektritev in pospeši staranje izolacije.

Posebno obliko zunanjega vpliva na notranjo izolacijo povzročajo stiki z okoljem ter možnost kontaminacije in vlage izolacije v primeru porušitve hermetičnosti napeljave. Močenje izolacije vodi do močnega zmanjšanja upora proti puščanju in povečanja dielektričnih izgub.

Notranja izolacija mora imeti višjo dielektrično trdnost kot zunanja izolacija, to je raven, pri kateri je preboj v celotni življenjski dobi popolnoma izključen.

Nepopravljivost poškodbe notranje izolacije močno otežuje zbiranje eksperimentalnih podatkov za nove vrste notranje izolacije in za novo razvite velike izolacijske strukture visoko in ultravisokonapetostne opreme. Navsezadnje je mogoče vsak kos velike, drage izolacije preizkusiti le enkrat.

Dielektrični materiali morajo tudi:

• imajo dobre tehnološke lastnosti, tj. mora biti primeren za visoko zmogljive postopke notranje izolacije;

• izpolnjevati okoljske zahteve, tj.med obratovanjem ne smejo vsebovati ali tvoriti strupenih produktov, po porabi celotnega vira pa morajo biti predelani ali uničeni brez onesnaževanja okolja;

• da jih ni malo in da imajo takšno ceno, da je izolacijska konstrukcija ekonomsko upravičena.

V nekaterih primerih se zgornjim zahtevam lahko dodajo še druge zaradi posebnosti posamezne vrste opreme. Na primer, materiali za močnostne kondenzatorje morajo imeti povečano dielektrično konstanto, materiali za stikalne komore - visoko odpornost na toplotne udarce in električni lok.

Dolgoletna praksa pri ustvarjanju delovanju različnih visokonapetostna oprema kaže, da je v mnogih primerih celotni sklop zahtev najbolje izpolnjen, če se v sestavi notranje izolacije uporablja kombinacija več materialov, ki se med seboj dopolnjujejo in opravljajo nekoliko različne funkcije.

Tako le trdni dielektrični materiali zagotavljajo mehansko trdnost izolacijske strukture. Običajno imajo največjo dielektrično trdnost. Deli iz trdnega dielektrika z visoko mehansko trdnostjo lahko delujejo kot mehansko sidro za žice.

Uporaba tekoči dielektriki omogoča v nekaterih primerih bistveno izboljšanje pogojev hlajenja zaradi naravnega ali prisilnega kroženja izolacijske tekočine.