Разряд на поверхности диэлектрика. Влияние внешних условий на разрядную характеристику внешней изоляции. Внешняя изоляция электрических аппаратов. Внутренняя изоляция

ЛЕКЦИЯ   ОТ  3.03.98г

                  !    Разряд  на  поверхности  диэлектрика

Co--удельная  поверхностная  емкость  ( емкость  единицы  поверхности  относительно  электрода ).

Co [Ф/см]-- десятые  доли  пФ.

Напряжение  возникновения   скользящего  разряда  целиком  определяется  поверхностной  емкостью .Зависимость  U  от  Со  найдена  эмпирически

Длина  скользящего  разряда  резко  нарастает  с  увеличением  U

Когда  L_ск=L  наступает  пробой  и  тогда 

                            

при  f=50 Гц   равен  1  и  тогда 

Если  иметь  в  виду, что    и  S=1 , то       и  тогда

--эта  формула  позволяет  конструктивно  решить  как  увеличить  Uпр  проходного  изолятора. Первое , что  можно  сделать  это  увеличить  диаметр  d  , затем  изготовить  изолятор  из  материала , у  которого     будет  наименьшей , а  также  увеличивать  его  длину.

Для  уменьшения     изоляторы  делают  полыми ,  а  для  увеличения  L ребристыми .

Следует  отметить  тот  факт, что  при  постоянном  напряжении  скользящий  разрядскользящийразряд  не  возникает ( ^dU/_dt=0 ,  отсутствуют  емкостныеемкосные  токи).

 

      !  Электрические  характеристики  разряда  вдоль  поверхности.

Различают  сухоразрядное  напряжение  перекрытия (сухая  и  чистая  поверхность  изолятора при  f=50Гц).

Uср=Eср*Lср

Еср=(4-5)кВ/см (по  опытным  данным ).

(Действующее  значение).

Мокроразрядное  напряжение  перекрытия (при  испытаниях  применяют  стандартный  дождь: под  40  градусов  к  оси  изолятора, капельная  структура, интенсивность  дождя  3 мм/мин).

Uмр=Eмр*Lмр (для  большинства  случаев  Lмр=Lср ).

Еср=(2-2.5)кВ/см

Импульсное  напряжение  перекрытия.

Импульсное  напряжение  перекрытия  относится  к  максимальному  напряжению  воздействующему  на  изолятор .

Е_им=8--9 кВ/см

Коэффициент  импульса  (Ким=U_50% / Umax _{50 Гц} )  при  этом  составляет  1.15-1.25 . Совсем  иначе  происходит  пробой  при  поросящем  дожде  и  тумане.

    ! Разряд  вдоль  увлажненной  и  загрязненной  поверхности .

 

U=Iут * Pут

 

При  частичном  высыхании  влаги  возникает  дуга.

если  diут/dLут<0  то  дуга  погаснет если  же  (diут)/(dLут)>0  то  Lд  будет  расти  до  тех  пор  пока  не  произойдет  пробой.

 

Для  выполнения  расчетов  принимают  следующие  допущения :

Разряд  напряжения  зависит  от  сопротивления  утечки (но  не  пропорционально  ему ).

.

.Мы  хотим  увеличить  Uпр . Для  достижения  этого  можно  пойти  двумя  путями : увеличить  путь  утечки , уменьшить  диаметр ( для  районов  с  сильным  загрязнением  рекомендуются  тонкие  стержни).

Следующее  что  можно  сделать  для  уменьшения  Uпр  это  увеличение  плотности  загрязнения  и  уменьшение  его  толщины.

При  воздействии  импульсов  перенапряжения  загрязнение  не  оказывает  существенного  влияния.

Влияние  внешних  условий  на  разрядную  характеристику  внешней  изоляции.

ГОСТ 1516.1.2.” Методика  и  нормыиспытания  внешней  изоляции“

Согласно  этому  ГОСТу  разрядные  характеристики  зависят как

Кр -- к-нт  учитывающий  изменение  давления.

Кт -- к-нт  учитывающий  изменение  температуры.

К -- к-нт  учитывающий  изменение  влажности.

Обычно  предлагаются  номограммы  которые  представляют  собой  графическую  зависимость  коэффициентов  от  материала  изоляции, конструктивного  ее  исполнения  и  т. д.

Например  для  сухоразрядного  изолятора  Кр=(Р/Ро)^м

при  изменении  р  как  0.8Po<P<1.2Po   будет  m=1  и  Uр=Uo*P/Po

При  небольшом  изменении  температуры  Кт=(293/_273+t), при  значительном  изменении  Т  появляется  к-нт  m   Кт=(293/_273+t)^m

При  дожде    Uмр  зависит  только  от  давления

Uмр  =Uмр*0.5(1+^Р/_Ро)

Для  влажного  воздуха  зависимость  носит  сложный  характер  и  находится  по  номограмме (в  зависимости  от  вида  изоляции, материала).

Регулирование  полей  как  метод  повышения  Uперек.             внешней  изоляции.

Наиболее  часто  для  регулирования  полей  применяются  внешние  и  внутренние  экраны.

 

Распределение  напряженности  вдоль  такой  конструкции  очень  не  равномерно, т.е.  наиболее  нагруженными  будут  верхние  части  изолятора.

 

Для  выравнивания  U  используют экраны  в  виде барьеров.

Для  гирлянды  изоляторов  используется  защитная  арматура.

 

 

Часто  для  выравнивания  U  используют  барьеры.

 

 

Барьеры  часто  используют  при  ремонтах  а  также  иногда  конструктивно.

Барьер  заряжается  и создает  свое  поле. Подбирается  оптимальное  положение  барьера  относительно  электрода (как  правило  расстояние  от  электрода  до  барьера  составляет  20%  от  всего  расстояния) при  котором  упрочняющее  действие  будет  наибольшим.

Если  в  конструкции  не  допустимо  коронирование, то  применение  барьера  не  эффективно.

При  воздействии  импульсного  напряжения  барьер  не  эффективен.

Также  следует  отметить 

!  Изоляция  воздушных  линий.

 

Расчет  изоляции  ЛЭП  начинаем  с  выбора  воздушных  промежутков (выбираются  типовые  промежутки  S1, S2, S3, S4, S5).