Изоляция силовых кабелей. Измерение диэлектрических потерь. Разрушающие методы контроля состояния изоляции. Особенности испытательных установок постоянного тока

37.Изоляция силовых кабелей

Силовые кабели предназначены для передачи и распределения электрической энергии. Кабель высокого напряжения состоит из следующих составных частей: •  одна или несколько токопроводящих жил;

•  изоляция;

•  оболочка из алюминия или свинца для герметизации;

•  броня из стальных лент или проволок для защиты от механических повреждений;

•  покровы из лент кабельной бумаги или пряжи, пропитанные битумом, для защиты от коррозии.

Изоляция кабеля разделяется на фазную, между жилами, и поясную, между жилами и оболочкой. Жилы кабеля изготавливают из алюминия или меди. Кабели на напряжение до 10 кВ включительно изготавливаются с секторными жилами, а на напряжение 20 кВ и выше – с круглыми жилами, обычно с отдельными экранами. Конструкция с секторными жилами обеспечивает более полное использование объема под металлической оболочкой, а круглые жилы с экранами служат для обеспечения равномерного радиально направленного электрического поля.

Изоляция выполняется либо слоями кабельной бумаги, пропитанной вязкими маслоканифольными компаундами или кабельными маслами (нефтяными или синтетическими), либо из пластмасс. Кабельная бумага толще конденсаторной, от 80 до 170 мкм. Слои бумаги накладывают так, чтобы зазоры слоев не совпадали. В высоковольтных кабелях с пластмассовой изоляцией преимущественно используется полиэтилен низкой и высокой плотности, иногда прослойки изоляции выполняют из фторопласта. Кабели с пластмассовой изоляцией выполняются на напряжения до 400 кВ. Кабели с вязкой пропиткой изготавливают на напряжения не выше 35 кВ, поскольку при тепловых подвижках в такой изоляции образуются пустоты, снижающие рабочие напряженности электрического поля. В кабелях 110 кВ и выше применяется бумажная изоляция с менее вязкой пропиткой и поддержанием избыточного низкого (до 0.5 МПа) или высокого (до 1.5 МПа) давления масла.

42.Измерение диэлектрических потерь

Для измерения емкости и угла диэлектрических потерь (или tgδ) эквивалентную схему конденсатора представляют как идеальный конденсатор с последовательно включенным активным сопротивлением (последовательная схема) или как идеальный конденсатор с параллельно включенным активным сопротивлением (параллельная схема). 

Для последовательной схемы имеем:

Для параллельной схемы:

С увеличением приложенного к диэлектрику напряжения до некоторого значения Uо начинается ионизация имеющихся в диэлектрике газовых и жидкостных включений, при этом δ начинает резко возрастать за счет дополнительных потерь, вызванных ионизацией. При U1 газ ионизирован и уменьшается (рис)

Значение тангенса угла диэлектрических потерь (tgδ) нормируется для температуры 20 °С, поэтому измерение следует производить при температурах, близких к нормированной (10 - 20 ^оС).

47.Разрушающие методы контроля состояния изоляции

Испытание изоляции повышенным напряжением. Делятся на 2 вида:

1.Импульсным напряжением.

На испытуемый объект от генератора импульсных напряжений подается полное станд. импульсное с фронтом волны 1.2 мкс. Это имитирует грозовую волну перенапряжения. Однако в эксплуатации возможны случаи перекрытия внешней изоляции вблизи трансформатора. При этом на Т действует срезанный импульс. Этот импульс имеет перепад за счет ПП, который опасен для витковой изоляции.

Внутреннюю изоляцию испытывают 3-хударным методом, т.е. к объекту прикладывают по 3 импульса + и – полярности.

2.Повышенным переменным напряжением либо для силовых кабелей-повышенным постоянным напряжением.

Повышенное переменное U имитирует внутреннее перенапряжение установок, получаемое за счет однофазного Т. Уровень испыт. U от 2 до 2.5 Uн, выдержка времени- 1 мин. Этим напряжением испытывают оборудования до 35 кВ (не входят кабели).

При испытании пост. U можно получить доп. информацию - значение токов утечки в разных фазах.

Для кабелей с полиэт. изоляцией применяют метод испытания перемен. U сверхнизкой частоты 0,1 Гц, у таких кабелей долго сохраняется заряд абсорбции.

52.Особенности испытательных установок постоянного тока

Для получения выпр. U свыше 200 кВ применяют диодно-конденсаторную схему, получившее название УПТ (установка постоянного тока). Принцип действия основан на перераспределении зарядов между емкостями в определенный момент времени обуслов. отпирание и запирание вентелей. Симметричная схема содержит Ci и Cj- они обеспечивают заряд послед. вкл. Конденсатора средней колонки. Питание осущ. от 2-х Т.

Эта схема применяется для U до 1 МВ и небольшого I до 50 мА, также сущ. симметр. схемы.

57.Измерение высоких напряжений с помощью делителя напряжений